Борьба с шумом в районе аэропортов

Московский  государственный академический  художественный институт им. В.И.Сурикова

Курсовая  работа на тему: "Борьба с шумом  в районе аэропортов" 

Выполнила студентка 4-го курса 

факультета  архитектуры: Трибельская Г.М.

Руководитель: проф. Вильданов К.Я. 

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. ВВЕДЕНИЕ   стр.3
2. ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ И ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ стр.5
3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ОЖИДАЕМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА НА НАСЕЛЕНИЕ ВБЛИЗИ АЭРОПОРТА стр.8
4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ВБЛИЗИ АЭРОПОРТА стр.10
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ  стр.21
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ   стр.22

1. ВВЕДЕНИЕ

   В настоящее время примерно 2-3% населения  России проживают на территориях, прилегающих  к аэропортам, и подвержены воздействию  авиационного шума, превышающие нормативные  требования.

   Эксплуатация  самолётов большого тоннажа с  мощными турбореактивными и турбовинтовыми двигателями, увеличение интенсивности  их полётов, рост парка и расширение сферы применения гражданских вертолётов приводят к значительной "зашумлённости" окрестностей аэропортов и территорий под воздушными трассами.

   Авиационный шум оказывает существенное влияние  на шумовой режим территории в  окрестностях аэропортов, который зависит  от направления взлётно-посадочных полос и трасс пролётов самолётов, интенсивности полётов в течение  суток, сезонов года, от типов самолётов, базирующихся на данном аэродроме, и  других факторов. При круглосуточной интенсивной эксплуатации аэропортов уровни звука на жилой территории достигают в дневное время 80 дБА и в ночное время - 78 дБА, максимальные уровни колеблются от 92 до 108 дБА, при том, что обычный уличный шум 70 дБА (тихая улица – 50 дБА).

   В некоторых городах по уровням  создаваемого шума и общей площади  зашумлённости территории первое место  среди всех источников шума занимает воздушный транспорт. Традиционно  аэродромы местных воздушных  линий расположены, как правило, в черте города, непосредственно  среди жилой застройки, что создаёт  крайне неблагоприятные акустические условия для населения.

   Повышение уровня звука в летнее время обусловлено  увеличением интенсивности полётов, а снижение его в некоторых  точках - за счёт экранирующего эффекта  плотных зелёных насаждений.

   Жители  домов, расположенных в окрестностях аэропорта, отмечают, что стали нервными, раздражительными. Внезапный шум  от пролетающих самолётов нарушает сон: многие не могут долго заснуть  или часто просыпаются. Жалобы на ощущение тревоги, страха, на вибрацию дома или посуды предъявляют жители домов, близко расположенных к трассе взлётов и посадок самолётов  и к площадкам опробования  двигателей. Реакция населения, выявленная опросом, показала, что отношение  к одним и тем же уровням  авиационного шума различно. Так, днём при уровне шума 66 дБА число жалоб составляет 33%, а ночью при таком же уровне шум беспокоит 92% населения. Процент жалоб определяется максимальными уровнями шума и интенсивностью полётов самолетов, как в течение суток, так и на протяжении всего года.

   Высокий уровень шума при взлёте, посадке, пролёте самолётов отмечен в  многочисленных посёлках сельского  типа, расположенных на небольшом  расстоянии от аэропортов. Значительный шум создают аэропорты местных  авиалиний и авиация специального назначения.

   Первая  реакция населения на авиационный  шум - это жалобы, количество которых  растёт из года в год. Физиолого-гигиенические  исследования, проведённые во Франции, показали, что шум пролетающих  самолётов оказывает не только субъективное, но и объективное влияние на организм человека. Для выявления реакции  населения на действие авиационного шума было опрошено по специально разработанной  анкете около 3000 человек в 34 населённых пунктах городского и сельского  типа, расположенных в радиусе 30 км от аэропорта. Опрошенные отмечали, что авиационный шум раздражает, утомляет, вызывает головную боль, сердцебиение, нарушает сон и отдых, не даёт сосредоточиться на выполнении любой работы.

   Для авиационного шума, как ни для какого другого, характерен раздражающий эффект. Шум самолётов при внезапном  возникновении на тихом шумовом  фоне вызывает у людей чувство страха, особенно в ночное время. Дети дошкольного возраста ночью часто просыпаются от шума, в испуге вскрикивают. Вследствие этого ночные воздушные операции причиняют населению больше беспокойства, чем полёты днём. Пролетающие самолёты мешают просмотру телевизионных передач и прослушиванию радио, что также является источником жалоб населения.

   Городские жители чаще, чем сельские, жалуются на шум самолётов (20-25%), что, по-видимому, можно объяснить повышенной чувствительностью  горожан к шуму, вследствие воздействия  на них ещё и промышленного, транспортного, коммунального шумов.

   Наибольшее  беспокойство испытывают люди, страдающие заболеваниями нервной и сердечнососудистой систем, желудочно-кишечного тракта и др. процент жалоб от этой части населения (64-90%) намного больше, чем от здоровых людей (39-52%).

2. ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ И ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

          Проблема снижения раздражающего  воздействия авиационного шума  в зависимости от конкретно  сложившихся условий в данном  аэропорте может эффективно решаться  за счет внедрения различных  комплексных мероприятий, предусматривающих  замену существующего парка самолетов  на менее шумные, использование  специальных эксплуатационных приемов  или применение организационно-планировочных мероприятий, которые целесообразно внедрять с учетом их эффективности, эксплуатационных затрат и фактора времени.

  Системный подход к решению проблемы снижения авиационного шума включает следующие  этапы: выбор возможных вариантов  решения, определение последствий  использования каждого из них, применение критериев, указывающих, является ли одно решение более предпочтительным, чем другое.

  Определение возможных путей решения проблемы снижения авиационного шума обычно производится с помощью методов поискового прогнозирования, важнейшим элементом  которого считается разработка сценариев, представляющих собой логические последовательности событий, обеспечивающих переход от существующей ситуации к будущей.

  Основой для разработки таких сценариев  являются результаты ретроспективного анализа, прогнозы и возможности  развития аэропорта: при этом используется парк эксплуатируемых самолетов  с учетом их акустических характеристик, интенсивности и других особенностей эксплуатации, оказывающих непосредственное воздействие на акустическую обстановку вблизи аэропорта. После разработки сценариев определяются количественные показатели, характеризующие состояние проблемы снижения авиационного шума. К таким показателям обычно относятся уровни шума в заданных точках, площадь, ограниченную контуром с заданными уровнями шума или количество населения, страдающего от воздействия авиационного шума.

  Известно  пять основных методов оценки раздражающего  воздействия авиационного шума на население  вблизи аэропортов:

• общая энергетическая оценка шума самолетного парка;
• оценки контуров воздействия шума для конкретного действующего аэропорта;
• оценки контуров воздействия шума для гипотетического аэропорта;
• оценка ожидаемых уровней шума для различных аэропортов;
• локальная оценка энергии шума самолетного парка.

    Результаты анализа основных  преимуществ и недостатков указанных  методов, а также необходимая для расчетов исходная информация представлены в табл. 9.1.

  Снижение  авиационного шума требует значительных затрат, связанных с созданием  и внедрением в эксплуатацию более  экономичных и менее шумных самолетов, а также затрат по осуществлению  архитектурно-планировочных мероприятий. В результате анализа этих путей формируется комплекс мероприятий, которые приводят к заметному снижению воздействия авиационного шума. В частности, определяются допустимые акустические характеристики намеченных к внедрению и находящихся в эксплуатации самолетов. 
 
 

3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ОЖИДАЕМОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА НА НАСЕЛЕНИЕ ВБЛИЗИ АЭРОПОРТА

  Результаты  расчета зон воздействия авиационного шума вблизи аэропортов показывают, что  площадь зон существенным образом  зависит от структуры парка эксплуатируемых  самолетов, их акустических характеристик  и интенсивности полетов в  дневное и ночное время. Для оценки ожидаемого воздействия авиационного шума на население вблизи крупных  аэропортов на перспективу необходимо учитывать, что парк самолетов существующих типов будет постепенно уменьшаться, а новых самолетов — возрастать. Существенное уменьшение воздействия  авиационного шума вблизи аэропортов может быть достигнуто только в том  случае, если будет произведена замена всех самолетов на менее шумные. Для прогнозирования акустической обстановки вблизи аэропортов с учетом состава парка эксплуатируемых самолетов необходима информация о характеристиках вновь разрабатываемых самолетов, включая класс самолетов, количество и тип устанавливаемых на них двигателей, их траекториях взлета и характеристиках создаваемого ими шума.

   В таблице 9.2 акустические характеристики представлены в виде ожидаемых уровней шума в ЕРNдБ в трех контрольных точках и максимальных уровней шума в ЕРNдБ, создаваемого на удалении 150 м. Эти данные в сочетании с траекториями взлета для будущих самолетов с различной дальностью полета, приведенными на рис. 9.4, позволяют рассчитывать размеры контуров шума при взлете и посадке с характерными значениями заданных уровней шума. Траектория захода на посадку во всех случаях соответствует стандартной глиссаде с наклоном 3° к горизонту.

   В условиях эксплуатации раздражающее воздействие  шума вблизи аэропорта определяется уровнями шума каждого пролетающего самолета, интенсивностью полетов и  временем суток (раздражающее воздействие  при одном и том же уровне шума в ночное время выше, чем в дневное). Общее воздействие шума на население зависит от уровней шума эксплуатируемых в данном аэропорте самолетов и условий их эксплуатации, поэтому шум в любой заданной точке при каждом пролете может изменяться в широком диапазоне - не только за счет типа самолета, но и за счет реализации различных удалений и режимов полета в момент излучения максимального шума при пролете самолета одного и того же типа. Определяющим по шуму может оказаться самолет наиболее шумного типа даже при незначительном количестве пролетов, в то же время как менее шумные самолеты даже при интенсивной эксплуатации могут вносить незначительный вклад в общее раздражение. Это имеет большое значение при установлении соотношений между количеством самолетов того или иного типа, удовлетворяющих нормативным требованиям по шуму. Для количественной оценки вклада в общий шум различных самолетов в зависимости от конкретной ситуации обычно используется одно из известных соотношений для индекса суммарного воздействия шума, например, эквивалентный уровень звука L_экв (в дБА). 
 

4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ВБДИЗИ АЭРОПОРТА

  Для практического расчета минимально допустимых разрывов между аэропортом и ближайшими жилыми районами, при 'которых  обеспечивается необходимая защита населения от неблагоприятного воздействия  авиационного шума, используют несколько  методов, отличающихся объемом исходной информации и степенью ее обобщения. В каждом конкретном случае необходимые  разрывы между населенными пунктами и аэропортом при заданных допустимых условиях шума определяются с учетом ряда факторов, среди которых основными  являются акустические Характеристики самолетов и условия их эксплуатации.

             На рис. 9.6 показаны типичные размеры зон ограничения жилой застройки вблизи аэропортов различных классов (I ... V), исходя из допустимых уровней шума, установленных ГОСТ 22283—76. Методы расчета зон воздействия авиационного шума в зависимости от характера представленной исходной информации и степени ее обобщения можно разделить на четыре группы:

• метод с использованием известных траекторий и уровней шума под траекторией для каждого типа самолетов, эксплуатируемых в данном аэропорте;

• метод с обобщенными по группам типовыми траекториями и зависимостями по шуму;

• метод обобщенных типичных контуров шума для самолетов различных групп, когда не требуется информация по траекториям, а переход от одной группы самолетов к другой осуществляется изменением оцифровки контуров шума;
• метод площадей, когда в результате выполненных обобщений представляется возможным по известным значениям площади контуров шума для данного самолета определить линейные размеры зоны ограничения застройки.

   Рассмотрим  простейшие приемы расчета ожидаемых  уровней шума в заданной точке  на местности вблизи аэропорта или  установления тех удалений, на которых  с учетом действующих трасс полета соблюдаются установленные нормативные  требования по шуму. Применяемый принцип  расчета очень прост, если в качестве исходной информации использовать максимальные уровни шума для самолетов заданного  типа в зависимости от кратчайшего  удаления от пролетающего самолета (траектории взлета и посадки считаются неизменными). Тогда решение задачи сводится к  определению для заданной точки  на местности минимального удаления до трассы полета при взлете или  посадке и нахождению соответствующего уровня шума с помощью исходных графиков или таблиц зависимостей «расстояние-шум».

   В качестве иллюстрации в табл. 9.3 подобные зависимости приведены для отечественных  самолетов типа Ил-62М и Ил-18. Расчетное минимальное удаление S до самолета при заданном положении рассматриваемой точки на местности (отсчет от начала разбега при взлете и до ближайшего торца ВПП при снижении на посадку) определяется соотношением (рис. 9.7)

     В случае если в указанной точке надо определить максимальный уровень создаваемого шума при пролете самолетов различных типов, производится энергетическое суммирование уровней в соответствии со структурой эквивалентного уровня звука, принятого по ГОСТ 22283—76, или другого суммарного воздействия шума.

   Типичные  траектории взлета и посадки для  отечественных самолетов наиболее распространенных типов, а также  уровни максимального шума под траекторией  полета, используемые для практических расчетов зон ограничения жилой  застройки вблизи аэропортов, показаны на рис. 9.8.

        Конечно, возможности подобных упрощенных процедур ограничены, так как они используют данные по акустическим характеристикам только существующих самолетов.

   Рассмотрим  кратко схему расчета зон воздействия  шума вблизи аэропорта с использованием метода обобщенных контуров шума для  самолетов различных групп. Классификация  отечественных самолетов по характеристикам  создаваемого шума и значения поправки, учитывающим переход от одной группы к другой, даны в табл. 9.4.

    Применяемые для расчета зон ограничения застройки кривые равных приведенных максимальных уровней звука для самолетов второй группы показаны на рис. 9.9.

   Другим  важным фактором, который необходимо учитывать при зонировании окрестностей аэропортов по критерию «уровень шума», является шум при опробовании  двигателей в стационарных условиях. Шум, создаваемый при опробовании  двигателей в наземных условиях, зависит от класса установленных на самолете двигателей, их количества и режима работы.

   Наиболее  широкое применение для расчета  зон воздействия авиационного шума получил метод площадей. В соответствии с этим методом в зависимости  от состава парка эксплуатируемых  самолетов и интенсивности их эксплуатации отдельно для дневного и ночного времени определяется суммарная площадь, ограниченная контуром с заданным уровнем шума. Результаты расчета площади поверхности, ограниченной контуром с заданным уровнем шума представлены на рис. 9.10.

   Горизонтальные  отрезки в нижней части графиков характеризуют интенсивность полетов, ниже которой определяющим является ограничение по максимальному уровню звука Lа. Допустимое число полетов в дневное время для реактивных самолетов равно 68, для винтовых— 136. При частотах полетов, выше приведенных, определяющим будет ограничение по эквивалентному уровню звука Lэкв. Площадь поверхности, ограниченной контуром шума для единичного взлета и посадки самолета данного типа определяется как сумма площадей, рассчитанных для отдельных этапов полета (рис. 9.11).

  При этом расчет максимальных линейных размеров контура осуществляется в следующей  последовательности.

1. По известному числу взлетов и посадок находятся площади под траекториями взлета и посадки для самолетов каждого типа и выявляется наиболее шумный тип самолета.
2. По отношению полученных площадей определяется условное количество взлетов и посадок для самолета наиболее шумного типа, площадь контура шума которого равна той же площади, что и для самолетов менее шумных типов при заданном числе взлетов и посадок.
3. Суммируется действительное и условное количества взлетов и посадок для самолета наиболее шумного типа, и по найденному количеству определяются площади контуров нормируемого шума в окрестностях аэропорта для режимов взлета Sв и посадки Sп.
4. Определяются характерные геометрические размеры контуров при взлете и посадке по табл. 9.7.
5. Построение общего контура шума для прямолинейных трасс при взлете и посадке осуществляется >в соответствии с заданной схемой трасс полета.

    В практике расчета обычно различают три характерных зоны воздействия авиационного шума —

• зона А, где запрещено размещение любой застройки;
• промежуточная зона Б, где допускается размещение жилья лишь при условии обязательного использования средств дополнительной звукозащиты;
• зона В, где допускается жилая застройка без каких-либо ограничений.

      Особенности указанной классификации применительно к другим видам застройки в окрестностях аэропортов представлены в табл. 9.8.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  Одной из главных причин обострения проблемы авиационного шума является взаимное сближение границ аэропортов и жилого строительства , поэтому упорядочение и ограничение жилой застройки вблизи аэропортов и трасс полета в приаэродромной зоне — необходимое условие обеспечения нормальной работы аэропорта и условий жизни населения.

  Опыт  нашей страны свидетельствует, что  целенаправленное развитие аэропортов и жилой застройки в их окрестностях является одним из наиболее эффективных  средств снижения раздражающего  воздействия авиационного шума. Обеспечение  минимально допустимых удалений до населенных пунктов с учетом требований ГОСТ 22283—76 гарантирует успешное решение  проблемы авиационного шума не только при строительстве новых аэропортов, но и при застройке окрестностей существующих аэропортов.

    В заключении следует подчеркнуть, что акустическая обстановка в городской черте существенно зависит от удаления аэропорта от города, ориентации ВПП относительно городской застройки, расположения выбранных трасс полета и парка эксплуатируемых самолетов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мунин А.Г. «Авиационная акустика, часть 1»
2. Е. П. Самойлюк «Борьба с шумом в градостроительстве»
3. В. Целлер «Техника борьбы с шумом»
4. Аксёнов И.А., Аксёнов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды.

КОММЕНТАРИИ: 

• ВПП –  взлетно-посадочная полоса;

• ГОСТ 22283-76 – Методы измерения авиационного шума. «Шум авиационный. Допустимые уровни шума на территории жилой застройки и методы его измерения».

• дБА – акустический децибел (ед. измерения)

• EPNдБ – уровень шума