Расчет энергетических нагрузок от техногенных источников шума

Выше, в гл. 3, описана действующая на сегодняшний день в России методология гигиенического нормирования акустического фактора в помещениях зданий и на территории населенных пунктов. Неблагоприятная по акустическому фактору (шуму, ультра-, инфразвуку) обстановка создается в подавляющем большинстве случаев техногенными источниками - транспортом, производственными объектами, строительной техникой и т.п. В относительно редких случаях источниками значительных шумов или инфразвука являются природные явления. Например, водопад и грозовые разряды сопровождаются сильным шумом, ветровые потоки могут порождать мощные инфразвуковые волны и т.д.

Параметры акустической обстановки в конкретной области пространства (называемой в акустике расчетной точкой) могут быть определены либо «в натуре» — методом прямых акустических измерений, либо — расчетом. В данном подпараграфе мы познакомимся с нормативными методами выполнения акустических расчетов, изложенными в СЫиП 23-03—2003 «Защита от шума». Очевидно, что на этапе проектирования объекта могут быть использованы только расчетные методы.

Энергетическая нагрузка, создаваемая источником шума на человека, может быть оценена параметром «доза шума».

Ситуация № 1. Рассмотрим ситуацию, когда источник шума расположен внутри производственного здания, необходимо выполнить прогноз акустического поля, создаваемого им на прилегающей жилой территории. Для выполнения расчета следует задать:

  • а) уровни звукового давления в точке, расположенной около внутренней поверхности (со стороны цеха) ограждающей конструкции (стены) производственного здания (табл. 6.8);
  • б) характеристики ограждающей конструкции (стены с оконными проемами).

Уровни звукового давления в цехе

Октавная полоса, №/

/с.Л 1 »

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Уровень звукового давления, дБ

и

L

Lv

Lv

Lv I

Lyu

Lx

Предположим, что ограждающая конструкция здания представляет собой капитальную стену площадью 5общ с N0K оконными проемами, так что суммарная площадь остекления составляет S0K, м2. Оконные проемы имеют размеры 1,2 х 1,5 м каждое и двойное остекление силикатным стеклом толщиной 3 мм.

Сначала рассчитаем уровни звукового давления на внешней стороне этой ограждающей конструкции (с учетом ослабления звука соответствующими препятствиями). В случае, когда источник шума (ИШ) находится внутри помещения, уровень звукового давления Lnp/, прошедшего через ограждающую конструкцию, в j-й октавной полосе на ее внешней поверхности может быть рассчитан согласно СНиП 23-03—2003:

где Lj уровень звукового давления в помещении, дБ; ДLp) ослабление звука стеной. Если преграда — комбинированная (например, стена с оконными проемами), ее ослабление в j-й октавной полосе может быть оценено по соотношению

где S{ площадь стены за вычетом площади окон, м2; S2 — суммарная площадь окон, SOK, м2; коэффициент ослабления звука стеной в j-й октавной полосе (табл. 6.9); /?/2 — то же для окна (табл. 6.10); 5Д — поправка, равная 6 дБ не зависит от частоты.

Таблица 6.9

Коэффициент ослабления звука стеной RjX

Октавная полоса, №//с,. Гц

I

И

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Ослабление звука кирпичной стеной, оштукатуренной с двух сторон (толщина 520 мм), дБ

н/д

45

45

52

59

65

70

70

70

1 /с.г среднегеометрическая частота.

Коэффициент ослабления звука окном Rj2

Октавная полоса, №//с г, Гц

1

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Ослабление звука двойным окном с силикатными стеклами толщиной 3 мм, дБ

н/д

н/д

23

28

33

35

32

40

н/д

К сожалению, рассчитать ослабление звуковой волны в октавных полосах I, II и IX не представляется возможным, так как в справочной литературе отсутствуют данные о коэффициентах ослабления звука па этих частотах.

Таким образом, по формулам (6.29) и (6.30) с использованием табл. 6.9 и 6.10 можно рассчитать уровень звукового давления на внешней стороне ограждающей конструкции в октавных полосах III—VIII.

Далее, учитывая, что в рассматриваемом случае ИШ протяженный (внешняя сторона ограждающей конструкции здания), для расчетных точек (РТ), расположенных на территории прилегающей жилой застройки, уровень звукового давления в j-й октавной полосе определяется по формуле

где Z. • уровень звукового давления на внешней стороне ограждающей конструкции, дБ; г — расстояние от стены до расчетной точки, м; Ф — параметр, равный единице, для источников с зотропным излучением звука; Ра — коэффициент затухания звука в воздухе (табл. 6.11) (для расстояний, меньших 50 м, затухание не учитывается, (За = 0); Q — телесный угол, равный для стены 2л ср.

Таблица 6.11

Коэффициент затухания звука в воздухе

Октавная полоса, №//с.г. Гц

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Ра, дБ/км

0

0,7

1,5

3,0

6,0

12,0

24,0

48,0

Полученные величины уровней звукового давления с учетом времени суток следует сравнить с нормативными (табл. 3.11) и сделать вывод о допустимости акустической обстановки, создаваемой производственным объектом в жилой зоне.

Ситуация № 2. В расчетную точку, расположенную на территории жилой застройки, одновременно проникает шум от нескольких источников шума (ИШ), находящихся на открытой местности на различных расстояниях от нее. Для простоты будем считать, что источники шума являются изотропными (звук излучается одинаково во все стороны) и точечными (ИШ считается точечным, если его геометрические размеры существенно меньше расстояния до него).

Последовательность расчетов следующая:

а) сначала по формуле 6.32 рассчитываются уровни звукового давления Ly, дБ, создаваемые в данной расчетной точке г-м ИШ в j-Pi октавной полосе:

где Ltrij — уровень звуковой мощности г'-го источника шума в j-й октавной полосе, дБ; г, — расстояние от г'-го ИШ до расчетной точки, м; Ф — параметр, равный 1 для источников с изотропным излучением звука; ра — коэффициент затухания звука в воздухе (табл. 6.11) (для расстояний, меньших 50 м, затухание не учитывается, Ра = 0); О — телесный угол, равный 4л ср., поскольку шум излучается во все стороны;

б) затем для каждой j-й октавной полосы рассчитывается суммарный уровень звукового давления, дБ:

где Ljj — уровень звукового давления ву'-й октавной полосе, создаваемый в расчетной точке г-м ИШ, г = 1, 2,..., п.

Полученные расчетные уровни звукового давления следует сравнить с нормативными (с учетом времени суток) и сделать вывод.

Ситуация № 3. Для защиты от транспортного шума (железнодорожных поездов) проектом предлагаются вариантные решения:

  • а) полоса древесных насаждений;
  • б) экран из железобетонных плит высотой 4 м.

Следует оценить, способны ли они обеспечить требуемое снижение шума. Внимание — в отличие от предыдущих случаев, для данной ситуации акустический расчет выполняется для уровня звука в дБА (а не в октавных полосах, в дБ).

Вариант 1. Уровень звука Lpr, дБА, в расчетной точке на территории жилой застройки может быть оценен по формуле

где Ь.л — шумовая характеристика ИШ — железнодорожного состава (табл. 6.12 и 6.13), дБА; AL,. — снижение уровня звука с расстоянием, дБА:

где г — расстояние от ИШ до расчетной точки (РТ), м, г=гжр + грл (рис. 6.7); 0 = 4п ср.; Ф = 1; АЬжл — снижение уровня звука полосой зеленых насаждений, дБА (табл. 6.14).

Характеристика шума Ь.Л, дБА, железнодорожных составов в зависимости от интенсивности движения

Типы поездов

Интенсивность движения, пар/ч

2

4

6

8

10

15

20

25

30

Пассажирские

69

72

74

75

76

78

79

80

81

Электропоезда

75

78

80

81

82

84

85

86

87

Грузовые

79

82

84

85

86

88

89

90

91

При расчетах следует учесть поправку к La в зависимости от скорости движения поезда.

Таблица 6.13

Величина поправки, дБА, в зависимости от скорости движения поезда

Типы поездов

Скорость движения, км/ч

40

47

50

55

60

70

75

80

90

Пассажирские

-2

-

-1

-

0

-

-

+ 1

-

Грузовые

-2

-

-1

-

0

-

-

+ 1

-

Электропоезда

-5

-3

-2

-1

0

+ 1

+2

+3

+4

Данные об ослаблении шума полосой зеленых насаждений приведены в табл. 6.14.

Таблица 6.14

Величина снижения шума полосой зеленых насаждений, АЬжл, дБА

Характеристика полосы

Ширина полосы D, м

Снижение уровня звука, дБА

Однорядная при шахматной посадке деревьев (ОР)

10-15

4-5

То же

16-20

5-8

Двухрядная при расстояниях между рядами 3—5 м (ДР)

21-25

8-10

Вариант 2. Уровень звука 1рт, дБ А, в расчетной точке на территории жилой застройки может быть оценен по формуле

где AI:)Kp — снижение уровня звука экраном, дБА.

При расчете ослабления шума экраном следует учесть явление дифракции (огибание волной препятствия, если размер препятствия h сопоставим с длиной волны X). С учетом скорости звука в воздухе при нормальных условиях, равной 333 м/с для звуковых волн с частотой 125 Гц получаем оценку X = 333/125 = 2,7 м. Следовательно, для данных (и более низкочастотных) волн дифракция будет иметь место (рис. 6.7).

Огибание препятствия (экрана) звуковой волной

Рис. 6.7. Огибание препятствия (экрана) звуковой волной

где

Определение величины М,экр выполняется в несколько этапов: 1) сначала определяется величина разности б, м:

В расчетах следует принять hpr = 2 м, hmu = 0.

2) затем по номограмме рис. 6.8 определяется величина Д/-Ж|), дБА.

Зависимость ослабления звука экраном от величины 5

Рис. 6.8. Зависимость ослабления звука экраном от величины 5

AZ.,, дБА, оценивается по формуле (6.35).

Практические задания

Исходные данные, необходимые для выполнения расчетов, содержатся по вариантам в табл. 6.16—6.19.

Отчет о выполнении работы должен содержать:

  • а) исходные данные своего варианта;
  • б) ход вычислений;
  • в) результаты расчетов в форме итоговой табл. 6.15;
  • г) вывод о приемлемости акустической обстановки (ситуации 1 и 2), о достаточности предлагаемых проектных решений (ситуация 3).

Таблица в. 15

Итоговая таблица для ситуаций 1 и 2

Октавная полоса, №//сг, Гц

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Уровень звукового давления в расчетной точке, дБ

Таблица 6.16

Варианты индивидуальных заданий

№ варианта

Тип заданий

1

Ai

В,

2

а2

в2

3

Аз

В3

4

А4

в4

5

а5

в5

6

А,

В5

7

а2

В4

8

Аз

Вз

9

а4

в2

10

а5

В,

11

Б,

В,

12

б2

в2

13

Б3

Вз

14

б4

В4

15

Б3

В5

16

Б,

В5

17

б2

В4

18

Бз

Вз

19

Б„

в2

20

б5

В,

21

Б,

А,

22

б2

а2

23

Б3

А3

24

б4

а4

25

б5

а5

Варианты индивидуальных заданий типа А (ситуация 1)

№ варианта

A,

a2

A3

a4

^5

Lj, дБ

кп

79

79

81

78

74

к

83

86

80

84

81

к

91

90

87

89

90

к

94

92

93

91

91

к

96

95

94

93

93

^VIII

93

94

92

93

92

КЖ' шт

5

4

3

4

5

*^общ» ^

28

38

55

39

40

Расстояние г, м

29

22

34

20

18

Время суток

1000

600

145

1430

2230

Таблица 6.18

Варианты индивидуальных заданий типа Б (ситуация 2)

№ варианта

Б1

б2

ь3

Б5

Источник

шума

И III № 1

И III № 2

И III № 3

ИШ № 1

ИШ № 2

ИШ № 3

ИШ № 1

ИШ № 2

ИШ № 3

ИШ № 1

ИШ № 2

ИШ № 3

ИШ № 1

ИШ № 2

ИШ № 3

Lr дБ

Art

70

72

73

58

66

45

66

51

63

58

68

49

57

62

70

68

71

70

62

68

47

69

59

58

64

67

48

62

63

74

Lwi

72

73

72

74

69

55

72

62

57

63

66

56

67

63

75

Lwiv

75

72

76

79

71

54

73

63

75

70

65

59

74

64

75

L«>v

77

71

75

74

72

62

74

71

74

72

69

63

80

65

76

Lwvi

77

74

76

68

78

63

74

72

78

73

72

67

86

71

77

L«>vu

79

75

80

67

80

64

75

73

82

84

77

72

92

70

78

in

76

77

79

72

74

62

76

58

81

85

74

74

90

69

72

hi-lX

81

75

79

70

75

70

72

62

76

81

65

75

88

67

71

Расстояние г, м

82

113

56

45

100

87

34

112

83

50

120

98

151

103

38

Время суток

2115

425

И10

20'10

620

Таблица 6.19

Варианты индивидуальных заданий типа В (ситуация 3)

№ варианта

В,

В2

в3

к

в5

Тип поезда

Пассажирский

Электрический

Грузовой

Электрический

Пассажирский

Интенсивность движения, пар/ч

6

10

20

25

30

Скорость движения, км/ч

50

70

75

80

90

№ варианта

в,

в2

в3

В4

Вз

Тип поезда

Пассажирский

Электрический

Грузовой

Электрический

Пассажирский

Экран

П>кр> М

10

12

15

14

п

Гр т, м

40

60

70

60

55

К кр- М

4,0

5,0

4,0

4,5

5,5

время суток

1?20

813

100

720

121°

Зеленая

полоса

Характеристика

полосы

ОР

ДР

ОР

ДР

ОР

Ширина полосы, м

И

22

13

23

18

Расстояние г, м

72

56

81

ее

63

Время суток

530

18Ш

2115

1340

250

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >