1.2 Характеристика транспортного шума

1.3 Ограничение авиационного шума по требованиям ИКАО

1.4 Факторы определяющие уровни шума

Заключение

Библиографический список

1.1 Тенденции изменения акустического воздействия транспорта

Еще в древнем Риме существовали законодательные положения, регулирующие уровень шума, создаваемого транспортными средствами того времени. Но лишь недавно, с начала 70-х годов XX в. при разработке перспектив развития транспорта стали учитывать воздействие его на окружающую среду. Движение за чистоту окружающей среды стало столь могучим, что многие перспективные разработки в области транспорта были признаны экологически нежелательными. Эта экологическая революция произошла не как результат реакции общественности на загрязнение окружающей во всех ее проявлениях, а как результат сочетания возросшей озабоченности и общественности с необходимостью поддержания экологической чистоты хотя бы на сложившемся к этому времени уровне в силу интенсивного развития средств транспорта и транспортных систем и урбанизации. Например, перевозки автомобильным транспортом в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) за 1960-1980 гг. выросли в 3 раза, воздушным - в 2 раза. Городское население этих стран увеличилось на 50%, а число городов с количеством жителей более 1 млн. чел. удвоилось. За тот же период было построено много автодорог, аэропортов и других крупных транспортных сооружений.

При таком развитии транспорта и в не приходится удивляться тому, что шумовая загрязненность окружающей среды постоянно возрастала.

Но следует указать, что с конца 70-х годов главным образом благодаря экспериментальным исследованиям, связанным с ограничением шума, создаваемого индивидуальными средствами транспорта и воздушными судами, а также частично в результате совершенства дорог и звукоизоляции зданий, достигнутый ранее уровень транспортного шума имеет тенденцию к стабилизации.

Учитывая тенденции снижения шума на ближайшие несколько лет, можно прийти к заключению о намечающемся улучшении соответствующих показателей. В странах ОЭСР к средствам грузового транспорта предъявлены более жесткие требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения, которая подвергается воздействию шума, создаваемого тяжелым грузовым транспортом. Кроме того, в некоторых странах вводятся более совершенные нормы проектирования автомобильных дорог, а также законодательство, обеспечивающее людям, чьи дома подвержены значительному воздействию транспортного шума, право требовать принятия дополнительных мер по звукоизоляции жилых помещений.

Подсчитано, что во Франции к 2000-му году доля городских жителей, подвергаемых воздействию шума с уровнем 65 дБА и выше, снизилась до 13% по сравнению с 16% в 1975 г. Это небольшое, но, тем не менее, существенное уменьшение.

Предусматривая более жесткие меры по снижению шума транспортных средств в источнике его возникновения, можно ожидать дальнейшего реального уменьшения воздействия шума на человека. Еще в 1971 г. в Великобритании при разработке проекта малошумных тяжелых автотранспортных средств было рекомендовано исходить из нормативного уровня шума 80 дБА. Даже если этот проект и продемонстрировал, что современная технология позволяет реализовать определенную степень требуемого снижения шума, являясь в то же время экономически приемлемой, все еще остаются технические и политические трудности при установлении законодательных мер, которые способствовали бы внедрению в производство приведенных выше норм проектирования. Подсчитано, что если бы удалось реализовать эту техническую политику, число людей, которые подвергаются воздействию шума 65 дБА и более, существенно уменьшилось бы.

Что касается шума, создаваемого гражданскими самолетами, то согласно большинству исследований реализация мер по уменьшению его воздействия займет достаточно длительное время. Это объясняется в основном двумя причинами. Во-первых, новое поколение самолетов будет менее шумным, во-вторых, все самолеты старого типа, которые не соответствуют современным нормативным требованиям по шуму, будут к концу ближайшего десятилетия сняты с эксплуатации. Темпы обновления существующего парка самолетов будут зависеть, конечно, от многих факторов, главным образом от темпов замены самолетов образцами нового поколения, а также от возможного сдвига сроков, обусловленного ожидаемым увеличением парка самолетов общего назначения и использованием вертолетов.

С учетом перечисленных факторов в прогнозе для стран ОЭСР указывается, что в США произойдет уменьшение числа людей, подверженных воздействию шума 65 дБА примерно на 50-70%, в Дании на 35%, а во Франции, по результатам расчетной оценки применительно к пяти важнейшим аэропортам, произойдет уменьшение площади, подверженной воздействию авиационного шума, на 75%.

Несмотря на то, что число людей, которые выиграют от проведения этих мероприятий, незначительно по сравнению с существенно большим числом людей, подверженных воздействию шума наземного транспорта недопустимо высокого уровня, указанные мероприятия представляют собой значительный шаг вперед. Количественные показатели воздействия шума железнодорожного транспорта в большинстве стран остаются по большей части неизменными. Предполагается, что в обозримом будущем состояние дел в этой области останется без изменения.

Однако имеются районы, где шум железнодорожного транспорта является основным источником раздражения. Введение в последнее время в эксплуатацию высокоскоростных поездов и скоростных городских линий приводит к расширению зон, подверженных воздействию новых источников шума. Поэтому условия жизни людей могут быть улучшены, если принять серьезные меры по уменьшению шума.

Воздушные суда оказывают шумовое воздействие не только на работников гражданской авиации и пассажиров, но и на население, проживающее вблизи крупных аэропортов. Поскольку эта проблема затрагивает большое число людей, негативно влияя на их здоровье, вводятся международные стандарты на ограничение авиационного шума. Для стран Европейского союза шумность самолетов определяется стандартами Международной организации гражданской авиации (ИКАО), которые периодически ужесточаются.

В настоящее время проблема акустического совершенствования гражданских самолетов и вертолетов занимает по шкале приоритетов второе место после безопасности полетов. Современный самолет допускается к эксплуатации в странах Европы только при условии соответствия нормам по уровню шума. С 2002 г. были введены более жесткие требования к уровню шума, которые превратились в непреодолимый барьер для российских самолетов, выполняющих рейсы в Европу. Только ограниченное число отечественных самолетов после установки на них звукопоглощающих конструкций продолжают эксплуатироваться на европейских авиалиниях. В 2006 г. ожидается введение ИКАО новых, более жестких норм по шуму.

Поскольку проблема авиационного шума носит глобальный характер и здесь тесно переплетаются интересы государства и политиков, градостроителей и ученых, авиакомпаний и аэропортов, ее решение становится основой политики развития российской авиации. На ближайшую перспективу в рамках федеральной целевой программы "Развитие гражданской авиационной техники на 2002 -- 2010 годы и на период до 2015 года" разработан комплекс мероприятий по снижению шума, создаваемого на местности и внутри салонов самолетов и вертолетов. Программой предусмотрена реализация мероприятий по снижению шума, охватывающих создание малошумных двигателей, использование звукопоглощающих конструкции, повышение летно-технических характеристик самолетов, рациональную компоновку двигателей относительно фюзеляжа, снижение шума обтекания планера, шасси и т.д.

Ухо человека воспринимает шумы частотой от 18 до 18 000 Гц. Ниже 18 Гц и выше 18 000 Гц находятся области неслышимых инфразвука и ультразвука.

Инфразвук -- это колебания с частотами ниже слышимых человеком. Их верхняя граница находится в пределах 16...25 Гц, а нижняя не определена.

Имея большую длину волны, инфразвуковые колебания очень слабо поглощаются в атмосфере и легче огибают препятствия, чем колебания с более высокой частотой. Таким образом, характерная особенность инфразвука -- очень малое поглощение в различных средах, что затрудняет борьбу с ним. Инфразвук проходит даже через самые толстые стены и распространяется на большие расстояния. Обычные мероприятия по борьбе с шумом неэффективны для инфразвука.

Воздействие инфразвука на здоровье человека выражается в ощущении неясной тревоги, беспокойстве, недомогании или приступах морской болезни. Нарушается нормальная жизнедеятельность сердца, легких и желудка. Особенно опасной является частота 7 Гц, совпадающая с а-ритмами мозга. Инфразвуковое воздействие может привести к параличам, обморокам, торможению кровообращения и даже остановке сердца.

В природе инфразвуковые колебания возникают при землетрясениях, ураганах, штормах и других природных катаклизмах. Воздействие инфразвуковых частот широко проявляется в современном производстве и на транспорте. Они возникают при работе двигателей внутреннего сгорания, крупных вентиляторов и компрессоров, движении локомотивов и автомобилей, вращении воздушных винтов летательных аппаратов. Инфразвук становится вредным производственным фактором при уровне звукового давления выше ПО... 120 дБ.

В салонах автомобилей наиболее высокие уровни звукового давления создаются в диапазоне частот 2... 16 Гц и достигают интенсивности 100 дБА и более. При движении автомобиля с открытыми окнами уровень звукового давления возрастает до 113... 120 дБА в октавных полосах ниже частоты 20 Гц, поскольку открытое окно выступает в качестве резонатора звука. В автобусах при уровне шума (в акустическом диапазоне) 78 дБА уровень инфразвука достигает 107... 113 дБА на частотах 16...31,5 Гц. Реактивный двигатель самолета на взлете вызывает плавное возрастание уровня инфразвука от 70...80 до 87...90дБА на частотах 18...20 Гц.

В транспортных процессах инфразвуку, как правило, сопутствуют высокочастотные звуки акустического диапазона, поэтому инфразвук малоощутим, но от этого не становится менее опасным. Выделяют пороги инфразвукового воздействия.

1.4 Факторы определяющие уровни шума

Акустический дискомфорт, создаваемый транспортом, испытывают до 40% городского населения. Шум воздействует на центральную нервную систему, приводя к ее расстройству, хроническому переутомлению, гипертонии и язвенной болезни, гастриту в результате нарушения секреторной и моторной функции желудка, а также к преждевременному старению и сокращению продолжительности жизни жителей крупных городов на 8-12 лет.

Уровни шума от городских (преимущественно транспортных) источников, проникающие в помещения жилых и общественных зданий, часто превышают на 20-30 децибел действующие нормы, что означает превышение потока проникающей звуковой энергии в 100-1000 раз.

Источником шума являются двигатели автомобилей и взаимодействие шин с дорожным покрытием, которое зависит от шероховатости покрытия, нагрузки на колесо, износа протектора, скорости движения и характеристик самой шины на контакте с покрытием, рисунка протектора, качества резины и технологических процессов при ее изготовлении. Кроме того, уровень шума также зависит от характера груза и характера его закрепления в кузове. Разность уровня шума порожнего и груженого автомобиля составляет для легкового 2-3 дБА, для грузового - 8-9 дБА.

К настоящему времени установлена взаимосвязь различных факторов и их влияние на общий уровень транспортного шума и разработана систематизация всех факторов по четырем группам:

1) транспортные факторы, создающие уровень шума;

2) дорожные факторы, определяющие уровень шума;

3) природно-климатические факторы, влияющие на уровень шума;

4) защитные факторы, снижающие уровень шума.

Наибольшее влияние на состояние акустического комфорта оказывают транспортные факторы:

* интенсивность движения и скорость транспортного потока;

* средняя скорость движения автомобилей;

* эксплутационное состояние автомобилей, двигающихся по дороге;

* объем и характер перевозимых грузов;

* подача звуковых сигналов.

В таблице 1 представлены значения уровня шума в зависимости от скорости движения для транспортных потоков разной интенсивности.

Таблица 1 - Уровень шума в зависимости от скорости движения для потоков различной интенсивности

К факторам, определяющим уровень шума на прилегающей территории (дорожные факторы), относятся:

* продольный профиль дороги;

* поперечный профиль земляного полотна;

* наличие и размеры разделительной полосы;

* наличие пересечения на одном или нескольких уровнях;

* вид и состояние покрытия, его шероховатость.

Так, например, при движении под уклон автомобиль создает большие шумы. Для автодороги с уклоном 20%о уровень шума вычисляется по следующей зависимости:

L = 171gV + ky20,

где L - уровень шума в придорожной полосе, дБА; V - скорость движения автомобиля, км/час; ку2о - коэффициент, зависящий от модели автомобиля и продольного уклона.

Для уклона 40%с применяется следующая зависимость:

L = 61gV + ky40.

Значения коэффициента ку указаны в таблице 2

При изменении характера движения, например, на перекрестке с регулируемым движением, уровень шума повышается на 3 дБа. Для различных видов покрытий разница в уровне шума может составлять до 10 дБа. В последнее время за рубежом получило распространение покрытие из шумопоглощающего асфальтобетона ("шепот-асфальт" по типу дренирующего асфальтобетона), которое обеспечивает снижение шума на 4,1-5,6 дБа.

Таблица 2 - Значения поправочного коэффициента

Для обеспечения безопасного движения автомобилей с высокой скоростью применяют способ увеличения шероховатости с помощью поверхностной обработки щебнем трудно полируемых пород, что приводит к увеличению внешнего шума. Оптимальная шероховатость, которая обеспечивает безопасное движение на расчетную скорость с минимальным уровнем шума без повышения износа шин, составляет 0,8-1,2 мм.

Величина поправки к значению уровня шума для различных покрытий ?Lб приведена в таблице 3

Таблица 3 - Поправки к значению уровня шума

На уровень шума оказывает влияние следующие природные и климатические факторы: атмосферное давление, влажность, температура, направление и сила ветра, осадки, окружающий ландшафт, состояние поверхности придорожной полосы.

К защитным от шумового воздействия автотранспорта факторам относятся шумопонижающие технические мероприятия шумозащитного зонирования.

Шумозащитные экраны (барьеры) представляют собой препятствие между источником шума и защищаемой зоной, которые не допускают прямолинейного распространения звука. Для шумозащитных экранов применяются железобетон, бутовый камень, дерево, кирпич, габионные кладки, прозрачный пластик, шумопоглащающие пластмассы, алюминий и черные металлы; поглощающие материалы - пористые заполнители (вермикулит, перлит), минеральное стекловолокно, стекловата и стеклоткань, геотекстиль. Приемы шумозащитного зонирования используются при условии, что уровень транспортного шума не превышает 70 дБа.

Лесопосадки предназначены для рассеивания, поглощения и экранирования звуковой волны. Эффективность лесополосы повышается до25 м, далее она снижается и уменьшение уровня шума происходит за счет увеличения расстояния. Оптимальной считается ширина лесополосы 10-25 м. Для таких лесопосадок наилучшим образом подходят хвойные породы деревьев - ель, пихта, туя; лиственные породы - липа, граб, шелковица, ильмовые с подлеском из бирючины, гордовины, спиреи, которые должны располагаться в шахматном порядке, высота деревьев должна быть не менее 7-8 м, кустарников - 1,5-2 м. При этом уровень шума в пределах создаваемой ими звуковой тени снижается на 5-6 дБа.

1.5 Предельно допустимые уровни воздействия шума и вибрации