Федеральное агентство по сельскому хозяйству

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Государственный университет по землеустройству

Кафедра землепользования и кадастров

Шум в городе и средства защиты

Выполнил: ст. гр. 22 к-2

Решетникова А.А.

Проверил: ст. преподаватель

Введение

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта – городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертонической болезни. Борьба с шумом, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекления окон (с одновременным применением принудительной вентиляции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в городских районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существенное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные технологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наибольший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленности и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно- технического прогресса в городах.

Состояние проблемы снижения транспортного шума

Немаловажной проблемой Москвы, как и любого другого крупного города с большим количеством транспорта и промышленности, является высокий уровень шума, который, по данным ученых-экологов, доставляет жителям Европы немало хлопот.

Свыше 75% территории столицы находится под воздействием акустической нагрузки на 5-10 дБ выше нормы (55 дБ в дневное время и 45 дБ – в ночное). При этом в зонах повышенного шумового загрязнения проживают, по разным данным, 3-6 млн москвичей, которые вынуждены постоянно подвергаться шуму, равному 90-100 дБ днем и 70 дБ ночью. По мнению специалистов, самая неблагоприятная ситуация сложилась в Южном Бутове, а самая спокойная – в Северо-Западном округе.

Главным же виновником шума, естественно, является транспорт, на долю которого приходится 70-90% всего шумового загрязнения. Так, из-за близости аэропорта Внуково больше всего страдают районы Солнцево, Теплый Стан, Ясенево и Тропарево. В свою очередь, Шереметьево влияет на Митино, Молжаниновский район – на Зеленоград, а Остафьево – на все то же Южное Бутово.

На втором месте по вырабатываемому шуму находятся промышленные объекты, воздействующие в столице на 10-15% ее территории. Кроме того, существует множество других источников шумового загрязнения: например, лифты, тепловые узлы, бойлерные, насосные и электрощитовые подстанции. Поэтому неудивительно, что в последние 10 лет у большинства молодых жителей столицы к совершеннолетию слух оказывается заметно ослабленным: они слышат на 5-20% хуже нормы, будто им не 18, а 85 лет.

В общем случае методы снижения транспортного шума можно классифицировать по следующим трем направлениям: уменьшение шума в источнике его возникновения, включая изъятие из эксплуатации транспортных средств и изменение маршрутов их движения; снижение шума на пути его распространения; применение средств звукозащиты при восприятии звука.

Использование того или иного метода или их комбинации зависит в значительной мере от степени и характера потребного уменьшения шума с учетом как экономических, так и эксплуатационных ограничений.

Любая попытка регулирования шума должна начинаться с установления источников этого шума. Несмотря на наличие значительной аналогии различных источников, они достаточно несхожи друг с другом для трех видов транспорта,
- автомобильного, железнодорожного и воздушного.

Из трех основных видов транспорта автомобильный транспорт оказывает наиболее неблагоприятное акустическое воздействие. Автомобили являются преобладающим источником интенсивного и длительного шума, с которым ни в какое сравнение не идут никакие другие. Шум, создаваемый движущимися автомобилями, является частью шума транспортного потока. В общем случае наибольший шум генерируется большегрузными автомобилями. При малых скоростях движения по автодорогам и больших частотах вращения вала двигателя основным источником шума является обычно силовая установка, в то время как при больших скоростях движения, пониженных частотах вращения и меньшей мощности силовой установки доминирующим может стать шум, обусловленный взаимодействием шин с поверхностью дороги. При наличии неровностей на поверхности дороги преобладающим может стать шум системы рессорной подвески, а также грохот груза и кузова.

Часто бывает довольно трудно определить относительный вклад различных источников шума сложных по конструкции транспортных средств. Поэтому, если возникает задача по снижению шума данного транспортного средства, ценная информация может быть получена на основе понимания механизма генерирования шума этих источников при изменении условий эксплуатации транспортного средства. В силу того, что общий шум транспортного средства определяется рядом источников, необходимо попытаться получить данные об особенностях излучения каждого из этих источников в отдельности и определить наиболее эффективные методы снижения шума того или иного источника, а также и то, какой из методов снижения общего шума автотранспортного средства окажется наиболее экономичным в данном случае. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Следует отметить большое значение мер по ограничению распространения уже возникшего шума наряду с основным методом снижения шума автомобильного транспорта путем подавления источника его возникновения. К числу указанных мер относятся улучшение конструкции дорог и их трассирования, регулирование транспортных потоков, применение экранов и барьеров, пересмотр общих концепций землеиспользования вблизи основных транспортных магистралей.
Дополнительной мерой, которая применима ко всем видам транспорта, является улучшение проектирования и звукоизолирующих характеристик зданий для уменьшения шума внутри них.

Железнодорожный транспорт в противоположность автомобильному и воздушному не развивается такими быстрыми темпами. Однако появились признаки того, что железные дороги начнут играть новую роль. После внедрения скоростных поездов в Японии и Франции многие страны приняли решение об увеличении скорости движения поездов и объема пассажирских перевозок, обеспечив тем самым повышение конкурентоспособности железных дорог. Расширение сети железных дорог и увеличение скорости поездов вызовут рост шума, возникнут связанные с этим проблемы защиты от него окружающей среды. Подобные ситуации уже возникли в Японии, где общественность протестовала против скоростных поездов. Следствием этих протестов явилось решение Управления японских государственных железных дорог отложить строительство новых линий, ведущих к Токийскому аэропорту Нарита.

Раздражение, вызванное шумом воздушного транспорта, обусловлено главным образом введением в эксплуатацию в конце 50-х годов на гражданских авиалиниях реактивных самолетов. С тех пор число коммерческих и частных реактивных самолетов, находящихся в повседневной эксплуатации, превысило 7 тыс. единиц. За этот период снижению шума самолетов уделялось значительное внимание. Решение рассматриваемой проблемы проводилось по следующим трем основным направлениям. Первое и, вероятно, наиболее важное направление сводится к исследованию основных источников шума и разработке, в частности, менее шумных силовых установок. Второе направление связано с упорядочением и введением контроля полетов самолетов в окрестности аэропортов. Наконец, третье направление - меры, непосредственно не связанные с изменением условий эксплуатации воздушных судов - рациональное использование земельных участков как на территории самого аэропорта, так и в его окрестностях с усилением звукоизоляции зданий и сооружений, находящихся под воздействием шума высокого уровня.

Средства и методы защиты от шума

Общая классификация средств и методов защиты от шума.

Распространяется на средства и методы защиты от шума, применяемые на рабочих местах производственных и вспомогательных помещений, на территории промышленных предприятий, в помещениях жилых и общественных зданий, а также на селитебной территории городов и населенных пунктов.

1 Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту подразделяются на:

· средства и методы коллективной защиты;

· средства индивидуальной защиты.

2 Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются на:

· средства, снижающие шум в источнике его возникновения;

· средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

2.1 Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера воздействия подразделяются на:

· средства, снижающие возбуждение шума;

· средства, снижающие звукоизлучающую способность источника шума.

2.2 Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в зависимости от характера шумообразования подразделяются на:

· средства, снижающие шум вибрационного (механического) происхождения;

· средства, снижающие шум аэродинамического происхождения;

· средства, снижающие шум электромагнитного происхождения;

· средства, снижающие шум гидродинамического происхождения.

2.3 Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зависимости от среды подразделяются на:

· средства, снижающие передачу воздушного шума;

· средства, снижающие передачу структурного шума.

3 Средства защиты от шума в зависимости от использования дополнительного источника энергии подразделяются на:

· пассивные, в которых не используется дополнительный источник энергии;

· активные, в которых используется дополнительный источник энергии.

4 Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на:

· акустические;

· архитектурно-планировочные;

· организационно-технические.

4.1 Акустические средства защиты от шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:

· средства звукоизоляции;

· средства звукопоглощения;

· средства виброизоляции;

· средства демпфирования;

· глушители шума.

4.2 Средства звукоизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:

· звукоизолирующие ограждения зданий и помещений;

· звукоизолирующие кожухи;

· звукоизолирующие кабины;

· акустические экраны.

4.3 Средства звукопоглощения в зависимости от конструкции подразделяются на:

· звукопоглощающие облицовки;

· объемные (штучные) поглотители звука.

4.4 Средства виброизоляции в зависимости от конструкции подразделяются на:

· виброизолирующие опоры;

· упругие прокладки;

· конструкционные разрывы.

4.5 Средства демпфирования в зависимости от характеристики демпфирования подразделяются на:

· линейные;

· нелинейные.

4.6 Средства демпфирования в зависимости от вида демпфирования подразделяются на:

· элементы с сухим трением;

· элементы с вязким трением;

· элементы с внутренним трением.

4.7 Глушители шума в зависимости от принципа действия подразделяются на:

· абсорбционные;

· реактивные (рефлексные);

· комбинированные.

4.8 Архитектурно-планировочные методы защиты от шума включают в себя:

· рациональные акустические решения планировок зданий и генеральных планов объектов;

· рациональное размещение технологического оборудования, машин и механизмов;

· рациональное размещение рабочих мест;

· рациональное акустическое планирование зон и режима движения транспортныхсредств и транспортных потоков;

· создание шумозащищенных зон в различных местах нахождения человека.

4.9 Организационно-технические методы защиты от шума включают в себя:

· применение малошумных технологических процессов (изменение технологии производства, способа обработки и транспортирования материала и др.);

· оснащение шумных машин средствами дистанционного управления и автоматического контроля;

· применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;

· совершенствование технологии ремонта и обслуживания машин;

· использование рациональных режимов труда и отдыха работников на шумных предприятиях.

5 Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на:

· противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;

· противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему;

· противошумные шлемы и каски;

· противошумные костюмы.

5.1 Противошумные наушники по способу крепления на голове подразделяются на:

· независимые, имеющие жесткое и мягкое оголовье;

· встроенные в головной убор или в другое защитное устройство.

5.2 Противошумные вкладыши в зависимости от характера использования подразделяются на:

· многократного пользования;

· однократного пользования.

5.3 Противошумные вкладыши в зависимости от применяемого материала подразделяются на:

· твердые;

II группы:

I . Отдельные источники.

Единичные транспортные средства, электрические трансформаторы,

Заборные или вытяжные отверстия систем вентиляции,

Установка промышленных или энергетических предприятий.

II . Комплексные источники.

Транспортные потоки на улицах и дорогах,

Потоки поездов на ж/д,

Промышленные предприятия с многочисленными источниками шума,

Спортивные или игровые площадки.

С физической точки зрения большая часть отдельных источников шума- точечные излучатели звуковой энергии.

4.2 Зоны города по шумности.

1. Транспортные магистарли.

2. Промышленные зоны.

3. Природоохранные зоны.

4. жилая застройка.

4.3 Основные методы защиты жилой застройки и помещений в жилых и прочих зданий от внешнего шума.

1. Зонирование территории.

При использовании приемов строчной застройки на магистралях районного и общерайонного значения между торцами зданий, обращенных в сторону проезжей части → устраиваются сооружения экранирующие распределение шума во внутриквартальное пространство (магазины, стены-козырьки, шумозащитные полосы).

2. Организация внутригородского транспорта путем организации вокруг центральной зоны петлевой (кольцевой) или хордовых скоростных автомобильных дорог.

Предусматривать трассировку скоростных и грузовых дорог в обход жилых районов и зон отдыха.

3. Зеленые насаждения.

Шумозащитные качества улучшаются, когда сформированы в виде специальных многорядных посадок.

Особое внимание благоустройству и озеленению территории санитарно-защитных зон, промышленных и хоз.объектов.

4. Экранирующие сооружения.

1.-биозащитные шумовые стены.

Озеленяемые шумозащитные экраны- многофункциональные конструкции, в которых усиленны шумозащитные функции путем озеленения лицевой поверхности и верха стены.

2.противошумные барьеры и экраны.

Большое влияние оказывает рельеф (холмы,насыпки,вышки) → за такими естественными экранами образуется звуковая тень.

3. Шумозащитные дома.

Такой дом имеет значительную длину и может защищать от шума целый микрорайон.

I.Ориентация в сторону источников шума окон и подсобных помещений, квартир и помещений внеквартирных коммуникаций, а также не более одной комнаты общего пользования в многокомнатных квартирах.

II. За счет повышения звукоизоляции наружных ограждающих конструкций.

5. Архитектурно-планировочные методы снижений уровня шума от внутренних источников в помещениях различного назначения.

1. Структура шумозащитных зданий первого типа- ориентация в сторону источника шума окон подсобных помещений квартир.

2. Каркасно-панельный жилой дом.

1 тип делится на: - многосекционные

Коридорные

Коридорно-секционные.

Разработка шумозащитных блок-секций многосекционных жилых домов.

Наличие только вертикальных внеквартирных связей.

Размещение большинства подсобных помещений у наружной стены, обращенных в сторону источника шума.

Расположение лестничных клеток длинными сторонами вдоль наружной стены, обращенной в сторону источника звука.

Применение различных пролетов для жилых и подсобных помещений, обеспечивающее при различии площадей жилых и подсобных помещений некоторое выравнивание их светового? (звукового) фронта.

Шумозащитные окна.

Многослойные ограждения.

Зонирование основной метод.

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 3

1. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА 4

2. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА.............. 6

3. ОГРАНИЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА 7

3.1. Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и регламентирование землепользования......................................................................... 7

3.2. Звукоизоляция зданий................................................................................................ 12

4. ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 14

4.1. Уменьшение шума при взаимодействии колеса и рельса............................ 14

4.2. Шум грузового вагона................................................................................................ 15

4.3. Снижение вибрации......................................................................................................

5. УМЕНЬШЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА ОТ АВИАТРАНСПОРТА.................. 20

5.1. Уменьшение воздействия шума, генерируемого воздушными судами.. 20

5.2. Уменьшение воздействия шума (наземные мероприятия)........................... 22

5.3. Правила, регулирующие землепользование вблизи аэропортов................ 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................................... 27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................................... 28

ВВЕДЕНИЕ

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет ло­кальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта – городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как по­казывают исследования медиков, повышенные уровни шумов спо­собствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертони­ческой болезни. Борьба с шумом в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средст (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на на более оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, верт кального озеленения домов и тройного остекле­ни я о он (с одновременным применением принудительной вентиля­ции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в го­родск х районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существен­ное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные тех­нологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наиболь­ший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленно­ст и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-технического прогресса в городах.

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.

2. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА

В общем случае методы снижения транспортного шума можно классифи­цировать по следующим трем направле­ниям: уменьшение шума в источнике его возникновения, включая изъятие из экс­плуатации транспортных средств и из­менение маршрутов их движения; снижение шума на пути его распро­странения; применение средств звукозащиты при восприятии звука.

Использование того или иного мето­да или их комбинации зависит в значи­тельной мере от степени и характера потребного уменьшения шума с учетом как экономических, так и эксплуатационных ограничений.

Любая попытка регулирования шума должна начинаться с установления ис­точников этого шума. Несмотря на на­личие значительной аналогии различных источников, они достаточно несхожи друг с другом для трех видов транспор­та, - ав­томобильного, железнодорожного и воздушного.

К числу наиболее сильных факторов, способных оказывать отрицательное воздействие на человека, относится шум. Шум является одной из форм вредного воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения уровня звуковых колебаний сверх природного фона. С экологической точки зрения в естественных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека.
В основе возникновения шума лежат механические колебания упругих тел. В слое воздуха, непосредственно примыкающем к поверхности колеблющегося тела, возникают сгущения (сжатия) и разрежения, которые чередуются во времени и распространяются в стороны в виде упругой продольной волны. Эта волна достигает уха человека и вызывает вблизи него периодические колебания давления, которые воздействуют на слуховой анализатор.
Ухо человека способно воспринимать звуковые колебания с частотой в диапазоне от 1б до 20000 Гц. Все шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (350-800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). При малой частоте колебаний звук воспринимается как низкий, при большей частоте - как высокий. Высокие звуки оказывают более неблагоприятное воздействие на слух и на весь организм человека, чем низкие, поэтому и шум, в спектре которого преобладают высокие частоты, более вреден, чем шум с низкочастотным спектром.
Громкость звука, или уровень шума, зависит от уровня звукового давления. Единицей измерения уровня звукового давления является децибел (дБ) - десятая часть десятичного логарифма отношения интенсивности звуковой энергии к ее пороговому значению. Выбор логарифмической шкалы вызван тем, что человеческое ухо обладает чрезвычайно большим диапазоном чувствительности к изменению интенсивности звуковой энергии (в Ю10 раз), что соответствует изменению уровня шума всего от 20 до 120 дБ по логарифмической шкале. Максимальный диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ (рис. 70).
Постоянный или прерывистый шум оценивается по уровню среднеквадратичных звуковых давлений в областях спектра, соответствую-

Рис. 70. Шум от различных источников (дБ)

щих частотам 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Ориентировочная оценка шума может быть проведена и по уровням звука, измеряемым по шкале А шумомера (дБ А).
Непостоянный шум оценивается в эквивалентных уровнях звука, под которым понимается среднестатистический уровень звука непостоянного шума, оказывающий на человека такое же воздействие, как и постоянный шум того же уровня.
Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека не отражаются: шелест листвы и мерный шум морского прибоя соответствуют примерно 20 дБ. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума с высокими (более 60 дБ) уровнями шума, которые вызывают многочисленные жалобы. Уровни шума менее 80 дБ не вызывают опасности для слуха, при 85 дБ начинается некоторое ухудшение слуха, а при 90 дБ - серьезное нарушение слуха; при 95 дБ вероятность потери слуха составляет 50%, а при 105 дБ потеря слуха отмечается практически у всех лиц, подвергшихся шумовому воздействию. Уровень шума 110-120 дБ считается болевым порогом, а свыше 130 дБ - является разрушительным пределом для органа слуха.
Орган слуха человека может приспосабливаться к некоторым постоянным или повторяющимся шумам (слуховая адаптация). Но эта приспособляемость не может защитить от потери слуха, а лишь временно отодвигает сроки ее наступления. В условиях городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Эго вызывает увеличение порога слышимости на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при уровне шума более 70 дБ.
В настоящее время более половины населения Западной Европы проживает в зонах с уровнем шума 55-65 дБ: во Франции - 57% населения, в Нидерландах - 54 %, Греции - 50%, Швеции - 37%, Дании и Германии - 34%. На территории Москвы зоны с периодическим превышением допустимого уровня шума достигают 60%.
Шум как экологический фактор приводит к повышению утомляемости, снижению умственной активности, неврозам, росту сердечнососудистых заболеваний, шумовым стрессам, ухудшению зрения и т.д. Постоянный шум способен вызвать перенапряжение центральной нервной системы, из-за чего жители шумных районов города в среднем на 20% чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями и на 18-23% - атеросклерозом и нарушениями нервной системы. Особенно отрицательно шум воздействует на функциональное состояние сердечной системы у детей.
Чрезмерный уличный шум является причиной 80% мигреней у жителей Франции, около 50% расстройств памяти и такого же количества испорченных характеров.
Шум способствует развитию неврозов, которыми страдают четвертая часть мужчин и третья часть женщин Великобритании. По сведениям французских психиатров, пятая часть всех психиатрических больных утратили рассудок в результате действия сильного шума. В Нью-Йорке отмечено отставание детей в росте и умственном развитии из-за чрезмерного шума.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австралийских исследователей шум на 30% является причиной старения горожан, сокращая продолжительность жизни на 8-12 лет, толкает людей к насилию, суициду, убийству.
В настоящее время шумовые раздражения относятся к важным причинам расстройства сна, при этом такие нарушения влияют на эффективность отдыха и могут приводить к состоянию хронической усталости, сонливости со всеми вытекающими отсюда последствиями для работоспособности и восприимчивости к болезням. В ночное время Шум способен кумулятивно накапливаться. Ночной шум в 55 дБ вызывает такие же физиологические эффекты, как дневной шум в 65 дБ; шум в 65-67 дБ, повторяющийся более 5 раз за ночь, оказывает значительный вред для здоровья человека. Пороговое значение уровня шума, способного вызвать нарушение сна, составляет в зависимости от разных причин в среднем 40-70 дБ: у детей оно достигает 50 дБ, у взрослых - 30 дБ, а у людей пожилого возраста - значительно ниже. Наибольшее беспокойство шум оказывает на людей, занятых умственным трудом, по сравнению с работающими физически.
В зависимости от происхождения различают шум бытовой, производственный, промышленный, транспортный, авиационный, шум уличного движения и пр. Бытовой шум возникает в жилых помещениях от работы теле- и радиоаппаратуры, бытовых приборов и поведения людей. Производственный шум создается в производственных помещениях работающими механизмами и машинами. Источником промышленного шума служат промышленные предприятия, среди которых выделяются энергетические установки, компрессорные станции, металлургические заводы, строительные предприятия, создающие высокий уровень шума (более 90-100 дБ). Несколько меньший шум возникает при работе машиностроительных заводов (80 дБ), типографий, швейных фабрик, деревообрабатывающих комбинатов (72-76 дБ).
Транспортный шум создается моторами, колесами, тормозами и аэродинамическими особенностями транспортных средств. Уровень шума, создаваемый работой автомобильного транспорта (автобусы, легковые и грузовые автомобили) составляет 75-85 дБ. Железнодорожный транспорт способен повышать уровень шума до 90-100 дБ. Наиболее сильный шум - авиационный - создается работой двигателя и аэродинамическими характеристиками самолета - до 100- 105 дБ над трассой воздушного транспорта. В зонах аэропортов статистически достоверно увеличивается число мертворождений и врожденных аномалий. Авиационный шум ведет также к увеличению числа психических расстройств. Максимальный допустимый уровень этого шума у поверхности земли определяется в 50 дБ.
Шум уличного движения представляет собой совокупность транспортного шума и всех звуков улицы (свистков регулировщиков дорожного движения, шуршания шагов пешеходов и т.д.).
Транспортный шум, возникающий за счет движения автотранспорта, составляет до 80% всего городского шума. В последние десятилетия уровень шума в крупных городах увеличился на 10-15 дБ. Транспортные потоки на районных магистралях вблизи крупных городов в часы пик достигают 2000 машин в час, на городских магистралях - до 6000 машин в час. Возрастание шума в больших городах связано с увеличением мощности и грузоподъемности транспорта, увеличением скорости двигателя, с внедрением новых двигателей и т.п. Самым шумным городом в мире считается Рио-де-Жанейро, уровень шума в одном из его районов (Капакабана) значительно превышает 80 дБ. Уровень шума в Каире - крупнейшем городе Африки и Ближнего Востока - составляет 90 дБ, а на главных улицах города доходит до 100 дБ. На автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное время достигает 90-100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ. В целом в России около 35 млн. человек, что составляет 30% городского населения, подвержены существенному воздействию транспортного шума.
Для защиты населения от вредного влияния городского шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и другие параметры. Разрабатываются нормы допустимых уровней внешнего шума от различных источников.
При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливается такой уровень шума, действие которого в течение длительного времени не вызывает изменений комплекса физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организма.
Нормативные уровни звукового давления и уровни звука для помещений жилых и общественных зданий, территорий микрорайонов, мест отдыха устанавливаются в соответствии с санитарными нормами допустимого шума (табл. 42).
Допустимый шум уличного движения у стен домов не должен превышать днем 50 дБ и ночью 40 дБ, а общий уровень шума в жилых помещениях - 40 дБ днем и 30 дБ ночью.
Допустимые уровви шума на территориях различного
хозяйственного назначения
Таблица 42

В качестве допустимых параметров авиационного шума на местности в условиях жилой застройки могут быть приняты максимальные уровни звука 75 дБ ночью и 85 дБ днем и эквивалентные уровни звука 55 дБ ночью и 65 дБ днем.
Представление о размещении источников шума и распространении шума в городе дает шумовая карта. По этой карте можно судить о состоянии шумового режима улиц, микрорайонов, всей городской территории. Карта шума города дает возможность регулировать уровень шума на жилой территории города, а также служит основой для разработки комплексных градостроительных мер по защите жилой застройки от шума.
При составлении карты шума города учитывают условия движения транспорта на магистральных улицах, интенсивность и скорость движения, количество единиц грузового и общественного транспорта в потоке, места размещения промышленных объектов, трансформаторных подстанций, внешнего транспорта, платность жилищного фонда и т.д. Карта должна содержать сведения о типах возводимых зданий, о размещении лечебно-профилактических учреждений, научно-исследовательских институтов, парков. На карту города наносятся существующие источники шума с их уровнями, полученными путем натурных измерений.
По карте можно судить о состоянии шумового режима на магистралях и территории жилой застройки, непосредственно примыкающей к ним, выявить наиболее опасные в акустическом отношении участки. Карты разных лет позволяют судить об эффективности мероприятий, направленных на снижение шума.
На рис. 71 представлен фрагмент шумовой карты одного из районов Караганды.

Рис. 71. Фрагмент шумовой карты города:
1-6 - улицы города; уровни шума: I - 80 дБ А; II - 76 дБ А;
III - 65 дБ А; IV - 79 дБ А; V - 78 дБ А; VI - 70 дБ А

На представленный район в основном оказывают влияние транспортные магистрали (улицы 1-2, 4-6) с высокой интенсивностью движения, особенно грузового транспорта. Территория, окруженная этими улицами, в течение всего дня подвергается воздействию шума большой интенсивности (78-80 дБ А). Даже на расстоянии 100 м от проезжей части интенсивность шума достигает 65 дБ А.
Анализ шумовой карты показывает, что постоянный рост автомобильного парка при наличии большого количества узких улиц и тротуаров, отсутствие необходимого благоустройства и изоляции микрорайонов и кварталов от проникающего транспортного шума создали предпосылки для повышенного шумового фона города. Для обеспечения акустического комфорта населения ширина магистрали при таком интенсивном движении транспорта должна быть не менее 100- 120 м.
Шумовая карта дает возможность выявить комплекс факторов, влияющих на акустический режим, рекомендовать рациональное размещение функциональных зон города, позволяющее ослабить или полностью ликвидировать влияние основных источников шума.
Наиболее частыми причинами повышенного уровня шума являются: недостаточный территориальный разрыв для обеспечения шумо- защиты населенных пунктов, территорий массового отдыха, курортов, лечебных центров; нарушение нормативных документов или отсутствие учета санитарных норм при застройке и проектировании магистральных автодорожных и железнодорожных трасс, мест размещения аэропортов; возрастание уровня шума из года в год по причине отсутствия новых бесшумных видов транспорта, увеличения мощности реактивных двигателей самолетов; высокая стоимость шумозащитных сооружений, отсутствие разработок технико-экономического характера в этой области.
Эти причины в основном и определяют перспективный комплекс мероприятий по защите от шума.
Наибольшее значение имеет метод снижения шума на пути его распространения, включающий различные мероприятия: организацию необходимых территориальных разрывов между источниками внешних шумов и зонами различного хозяйственного назначения с нормируемым шумовым режимом, рациональную планировку и застройку территории, использование рельефа местности в качестве естественных природных экранов, шумозащитное озеленение.
Специальные территориальные разрывы дают возможность значительно снизить уровень шума на селитебных территориях. Санитарные нормы и правила предусматривают создание санитарно-защитных зон между производственными объектами, транспортными магистралями, аэродромами, морскими и речными портами и жилой застройкой. В пределах санитарно-защитных зон допускается размещение экранирующих зданий нежилого назначения, в которых допускается уровень шума 55-60 дБ А Шумозащитные свойства домов-экранов достаточно высоки. Особенно эффективны протяженные здания типа торговых рядов. Они снижают транспортный шум на 20-30 дБ А и надежно защищают внутриквартальную территорию. В зданиях-экранах можно располагать гаражи, мастерские, приемные пункты предприятий бытового обслуживания, столовые, кафе, рестораны, ателье, парикмахерские и т.д. Не следует только размещать в этой зоне аптеки, библиотеки и другие учреждения, в которых уровень шума не должен превышать 40 дБ А.
Оптимальная планировка и застройка территории, способствующая снижению уровня шума, предусматривает рациональную трассировку транзитных магистралей, прокладку их за пределами населенных мест и мест отдыха; устройство кольцевых и полукольцевых автомобильных дорог и обходных железнодорожных линий в пригородных зонах городов с населением более 250 тыс. человек; локализацию интенсивных источников шума на рассматриваемой территории и отделение жилых зон, зон массового отдыха, туризма от промышленно-заводских зон и транспортных источников; вынос наиболее мощных источников шума за пределы рассматриваемой территории или, наоборот, вынос жилья из зоны повышенного шума.
Автомагистрали I и II категорий и железнодорожные линии, создающие соответственно эквивалентный уровень шума 85-87 и 80-83 дБ А, не должны пересекать территории пригородной зоны, где размещаются лесопарки, дома отдыха, пансионаты, детские лагеря и лечебные учреждения и санатории, вузы и научно-исследовательские институты. Дома отдыха необходимо размещать на расстоянии не менее 500 м от автодорог и промышленных предприятий и в 1 км от железной дороги.
Промышленные предприятия, районы или производственные зоны, являющиеся источниками шума повышенных уровней (70-80 дБ А), должны бьггь отделены от жилой застройки защитными зонами и размещены с учетом господствующего направления ветра. При этом учитываются и другие факторы, отрицательно влияющие на окружающую среду.
Промышленные предприятия, эквивалентные уровни шума которых составляют менее 60 дБ А, могут бьггь размещены в производственно-жилых районах, если они не являются источниками других отрицательных воздействий.
Аэропорты следует размещать за пределами города, вне зон отдыха. Расстояние от границ взлетно-посадочных полос аэродрома до границ жилой территории зависит от класса аэродрома, пересечения трассы полета с жилой территорией, и может колебаться в пределах от 1 до 30 км.
Для снижения шума в градостроительной практике применяют естественные экранирующие сооружения, основанные на использовании рельефа местности - выемки, насыпи, овраги и т.д.
Исключительной способностью задерживать и поглощать шумовые воздействия обладают древесные и кустарниковые насаждения, высаженные вдоль автомагистралей. Многорядная полоса древесно-кустарниковых насаждений высотой 5-6 м способна значительно снижать уровень шума; наибольший эффект оказывают широкие полосы - при ширине полос 25-30 м наблюдается снижение уровня шума на 10-12 дБ А. Однако в зимний период защитная функция зеленых насаждений снижается в 3-4 раза.
При разработке проектов детальной планировки и застройки автомагистралей защитный эффект может быть достигнут с помощью зонирования жилой территории. В зоне, непосредственно примыкающей к магистрали, следует располагать невысокие здания нежилого назначения, в следующей зоне - малоэтажную жилую застройку, далее - жилую застройку повышенной этажности и в наиболее удаленной от магистрали зоне - детские учреждения, школы, поликлиники, больницы и т.п.
Значительное снижение уровня шума достигается при замкнутом типе застройки (табл. 43).
Эффективность газо-шумовой застройки и элементов рельефа
Таблица 43

Тип застройки	Снижение уровня
	загрязнения, %	шума дБ А
Сплошная девятиэтажная периметральная застройка	63	20-30
Периметральная девятиэтажная застройка с арками	40	/>12-20
Периметральная девятиэтажная застройка с разрывами	25	10-26
П-образная девятиэтажная застройка	50	18-22
Свободная девятиэтажная застройка (80-120 м от магистрали)	40	12-18
Расположение магистрали на насыпи	25	11
Расположение магистрали в выемке	68	15

В условиях массовой застройки примагистральных территорий многоэтажными протяженными зданиями для защиты населения от транспортного шума целесообразно строительство специальных типов жилых домов. Окна спален и большинства жилых комнат должны быть ориентированы в сторону дворового пространства, а окна общих комнат без спальных мест, кухонь, лестнично-лифтовых узлов, веранд и галерей - в сторону магистральных улиц. Сохранить тишину в доме поможет не только планировка квартир, но и шумозащитные звуконепроницаемые окна с тройным остеклением и высокой степенью герметизации, которую обеспечат специальные переплеты. Для устранения шума из соседних помещений эффективны массивные стены и звукоизолирующие плиты.
Кроме градостроительных мероприятий для ликвидации шумового загрязнения используют комплекс других мероприятий - установку на оборудовании звукоизолирующих кожухов, глушителей выбросов. В некоторых странах, в частности, в Германии, на многих военных и гражданских аэродромах, принимающих реактивные самолеты, созданы шумозащитные зоны, ограничена интенсивность полетов вплоть до запрета ночных полетов, введены ограничения для сверхзвуковых самолетов по времени, высоте, скорости. Для колесно-рельсового транспорта применяются технические способы снижения шума: звукопоглощающие колесные бленды, замена колодочных тормозов на дисковые и др. На отдельных участках магистралей стал применяться шумопоглощающий асфальт, имеющий высокую пористость из-за большего объема пустот (25% вместо 6% в обычном асфальте). Это позволило снизить уровень шума на дорогах Германии на 4-6 дБ.

Ученые признали официально, что шумовое загрязнение является третьим фактором окружающей среды по плохому воздействию на здоровье людей.

Проблема шумового загрязнения окружающей среды максимально остро поставлена в крупных городах мира. В них каждый житель вынужден ежедневно сталкиваться с сотнями источников шума – железнодорожным, авиационным, автомобильным транспортом, общественными заведениями – магазинами, клубами и т.д.

Особое место среди названных видов шума, занимает шум, исходящий от многочисленных городских строек.

Активное развитие технологий строительства сокращает сроки и расходы на строительство гражданских и промышленных объектов, что, как правило, идет в разрез с требованиями экологической безопасности. Сегодня максимальные уровни шума на местах жилой застройки превышают предельный допустимый уровень более чем в пять раз.

Административно-организационные мероприятия, позволяющие бороться с шумовым загрязнением окружающей среды:

Дифференциация дорог и улиц по их назначению, составу и скорости движения транспортных потоков;

Ограничение движения грузовых видов транспорта на внутригородских автомобильных дорогах;

Составление шумовых карт городов;

Вынос автомобильных трасс, предназначенных для транзитного транспорта, за границы города;

Своевременный ремонт и содержание в надлежащем состоянии дорог;

Усиление контроля технического состояния личного и общественного транспорта (техосмотры с проверкой шумовых характеристик автотранспорта).

Градостроительные мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением окружающей среды:

Функциональное зонирование (выделение лечебной, рекреационной, селитебной зон) и отделение зон от шумных (коммуникационных) территорий;

Размещение в селитебной зоне зданий с пониженным требованием по шуму. Использование особенностей рельефа местности. Прокладывание дорог в закрытых эстакадах, в тоннелях. Сооружение объездных дорог. Обеспечение системы гаражей и парковки за пределами жилых районов.

Сокращение количества перекрестков;

Создание шумозащитных конструкций (экранов).

Инженерно-технические мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением окружающей среды:

Возведение домов со специальной архитектурной структурой, пространственным и объемным решением, которое предусматривает ориентацию относительно источника шума;

Возведение домов с балконами и окнами, имеющими повышенную звукоизоляцию, оснащенными специальными вентиляционными устройствами, которые глушат шум.

Многие данные мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением окружающей среды должны осуществляться государственными органами, так как это требует многомиллионных вложений и централизованного подхода.

Проблема шумового загрязнения окружающей среды решается также и на уровне отдельных объектов и компаний.

Сооружаются специальные акустические экраны. Конструкция данных шумозащитных экранов представляет собой акустические панели, которые поглощают или отражают звуковые волны (колебания), т.е. шум. Они монтируются между собой, устанавливаются пошагово между металлических стоек, являющихся несущими, и образуют шумозащитный забор необходимой длины и высоты.

Шумозащитные конструкции устанавливаются вдоль железнодорожных магистралей, автомобильных дорог, объектов промышленности (трансформаторных подстанций, силовых энергетических установок) и защищают жилые, парковые, детские и другие территории, сопредельные с ними, от вредного влияния шумов.