Транспортный шум и методы его снижения

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Донской Государственный  Технический Университет.

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающее среды»

 

Реферат

По дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»

На тему: «Транспортный шум и методы его снижения»

 

 

 

 

Выполнил студент гр. БТБ-22:                                     Есаков.Н.М.

 

Проверила:                                                                       Щекина.Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г.Ростов-на-Дону 
2015г.

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В крупных городах с развитой системой промышленности и транспортной инфраструктурой население подвергается воздействию разнообразных антропогенных факторов, которые существенно изменяют окружающую среду и оказывают отрицательное влияние на здоровье населения.

Одним из ведущих факторов негативного воздействия в городе является шум. Для больших городов характерно повышение уровня шума с каждым годом. Это подтверждается результатами многочисленных исследований: отмечено, уровень шума с 1936 по 1954 г. возрос примерно на 50% и каждые последующие 20 лет он увеличивается на эту же величину.

Шум является наиболее распространенным и агрессивным физическим фактором окружающей среды, влияющим на здоровье населения. Он прямо или опосредованно действует практически на все жизненно важные органы и системы человека. 

Термином «шум» обычно обозначают неприятный или нежелательный звук или совокупность звуков, мешающих восприятию нужных звуков. 

Шумовое (акустическое) загрязнение — раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека.

К основным источникам шума в городе относятся  транспортные средства  (60-80% шумового загрязнения),  промышленные предприятия, строительные и ремонтные работы, автомобильная сигнализация, собачий лай, шумные люди и т. д.  А так же уровень шума в жилых районах может быть повышен из за неправильного городского планирования. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Основные источники шума  в городе

1.1 Шум как физический фактор

Шум – неприятные или раздражающие звуки, мешающие восприятию полезных сигналов, нарушающие процесс труда или отдыха, а  также создающие акустический дискомфорт.

С физической точки зрения, шум – беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

При распространении звука частицы воздуха начинают колебаться. Эти колебания передаются по воздуху с большой скоростью, которая приблизительно равна 344 м/с.

Колебания частиц воздуха вызывают изменения давления. Разность между давлением в данной точке колеблющейся воздушной среды и давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением. Звуковое давление измеряется в паскалях (Па).

Важной характеристикой звука является его частота – количество колебаний воздушной среды в единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц) – количестве колебаний в секунду.

Максимальный диапазон частот для человеческого уха - от 16 до 20 000 дБ.

Шкала шумов (уровни звука, децибел), в таблице 1.

Таблица 1

Деци-бел, дБА	Характеристика	Источники звука
90	очень шумно	громкие крики, пневматический  отбойный молоток, тяжёлый дизельный  грузовик на расстоянии 7 м, грузовой  вагон на расстоянии 7 м;
100	крайне шумно	оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома
110	крайне шумно	шум работающего трактора на  расстоянии 1 м, громкая музыка, вертолёт;
120	почти невыносимо	болевой порог, гром (иногда до 120 дБ), отбойный молоток, вувузела на расстоянии 1 м;
140	травма внутреннего уха	взлёт реактивного самолёта  на расстоянии 25 м, максимальная  громкость на рок-концерте;
150	контузия, травмы	взлёт ракеты на Луну с  экипажем, на расстоянии 100 м, реактивный  двигатель на расстоянии 30 м, соревнования по автомобильным звуковым системам;
160	шок, травмы, возможен разрыв барабанной  перепонки	выстрел из ружья близко от  уха; ударная волна от сверхзвукового  самолёта или взрыва давлением 0,002 МПа;
200	возможна смерть	воздушная ударная волна давлением 0,2 МПа,

Давление свыше 140 дБ может вызвать разрыв барабанной перепонки, баротравмы и даже смерть.

1.2 Шум, производимый автомобильным транспортом

Наибольшие уровни шума отмечаются на магистральных улицах городов. Максимальные уровни шума на улицах городов достигают  90-95 дБА.

Шумовые характеристики транспортных потоков в первую очередь определяются назначением улицы. Уровень уличных шумов определяется интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Также уровень уличных шумов зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие проезжей части и наличие зеленых насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума до 10 дБ. В промышленном городе обычен высокий процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к росту уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжелый шумовой режим.

 

1.3 Шум, производимый рельсовым транспортом

Повышение скорости движения поездов также приводит к значительному росту уровня шума в жилых зонах, расположенных вдоль железнодорожных путей или близ сортировочных станций. Максимальный уровень звукового давления на расстоянии 7,5 м от движущегося электропоезда достигает 93 дБ А, от пассажирского - 91, от товарного состава - 92 дБ А. При скорости  30-35 км/ч электропоезд создает шум в 82 дБ А; 43 км/ч - 84; при 55 км/ч уровень звука увеличивается до 89 дБ А .

Уровни шума при движении поездов на открытых линиях метрополитена при интенсивности 20-30 кмр/ч достигают 70 дБ А, при 40 км/ч и более -75-80 дБА. Шум, возникающий при прохождении электропоездов, легко распространяется на открытой территории. Наиболее значительно звуковая энергия снижается на расстоянии первых 100 м от источника (в среднем на 10 дБ А). На расстоянии 100-200 м снижение шума равно 8 дБ А, а на расстоянии от 200 до 300 м - всего на 2-3 дБ А. При удалении на 300 м от железнодорожных путей уровень шума лишь приближается к фоновым [3].

Основной источник железнодорожного шума - удары вагонов при движении на стыках и неровностях рельсов. Движение тепловозов, товарных составов, диспетчерская связь, сигналы локомотивов также могут быть причиной нарушения акустического режима на территории жилых кварталов.

Уровни шума, создаваемые трамваями, аналогичны уровням шума грузовых автомобилей и выше уровня шума,  создаваемого железнодорожными транспортными средствами.

Шум трамвая не содержит существенных низкочастотных составляющих, так как основным является шум качения колес, а не шум двигательной установки. Стальные колеса трамвая при движении по рельсам создают уровень шума на 10 дБ выше, чем колеса автомобиля при соприкосновении с асфальтом.

Уровни шума, создаваемые троллейбусами, находятся примерно между уровнями шума автобусов и трамваев. Шума качения колес у троллейбусов ниже, чем у трамваев благодаря применению шин. Но часто шум, создаваемый электрической системой троллейбусов, превышает шум качения колес.

 

 

 

 

1.4 Шум, производимый воздушным транспортом

Значительный удельный вес в шумовом режиме многих городов занимает воздушный транспорт. Нередко аэропорты гражданской авиации оказываются расположенными в непосредственной близости от жилой застройки, а воздушные трассы проходят над многочисленными населенными пунктами. Авиационный шум оказывает существенное влияние на шумовой режим территории в окрестностях аэропортов.

Уровень шума зависит от направления взлетно-посадочных полос и трасс пролетов самолетов, интенсивности полетов в течение суток, сезонов года, от типов самолетов, базирующихся на данном аэродроме, и т. Д. По данным французских ученых, шум от современного реактивного самолета составляет порядка 150-160 дБА .

В некоторых городах по уровням создаваемого шума и общей площади зашумленности территории воздушный транспорт занимает первое место среди всех источников шума. Крайне неблагоприятные акустические условия для населения складываются при расположении аэропорта в черте города или на близком расстоянии от него.

 

2  Влияние шума на организм человека

Согласно многочисленным исследованиям, шум является фактором, обладающим широким спектром воздействия на здоровье человека.

Неоспоримо доказано, что шумовое воздействие оказывает на население отрицательное влияние. Самые первые показатели неблагоприятного воздействия шума – жалобы населения на дискомфорт, беспокойство, нарушение работы, сна, отдыха, затруднения в восприятии звуков и речевом общении. .

Шумовому воздействию, несомненно, подвержены все люди, однако, важное значение при восприятии звука, в т. ч. и раздражающих шумов, имеют психофизиологические особенности человека. Тип высшей нервной деятельности, биоритмический профиль, характер сна и физической активности, подверженность стрессу в течение дня, степень физического и психологического перенапряжения и многие другие параметры оказывают влияние на человека при восприятии им звука.

Австрийский ученый Роберт Кох считал, что шум является причиной преждевременного старения в 30 случаях из 100,  а также сокращает продолжительность жизни людей в крупных городах на 8-12 лет.

Установлено, что при действии шума снижается острота зрения: восприятие голубого и зеленого цветов улучшается, а красного наоборот ослабевает.

Для обозначения комплексного воздействия шума на человека ученые изобрели термин «шумовая болезнь». Симптомами этой болезни являются головная боль, тошнота, раздражительность,  временное снижение слуха.

У человеческого организма способность приспосабливаться к изменяющимся условиям среды довольно велика, но все же имеет границы. Вследствие этого возникает опасение, что изменения в организме, накапливающиеся, в том числе,  и от транспортного шума, могут отрицательно сказаться на будущих поколениях.

3 Допустимые уровни шума  для населения

В современных условиях нормирование уровня шума с целью устранения его негативного воздействия на здоровье населения диктуется многообразием факторов формирования его в придорожной полосе.  На основании проведенных во многих странах исследований установлено, что в дневное время при уровнях звука менее 55 дБА на территориях, прилегающих к жилой застройке, большинство населения не будет испытывать значительных неудобств.

При защите населения от шума ключевую роль играют санитарно-гигиенические нормативы допустимых уровней шума. Целью таких нормативов является профилактика возникновения заболеваний и хронического переутомления у населения, подверженного кратковременному или продолжительному воздействию шума.

Предельно допустимые уровни шума и определены в ГОСТ 12.1.036 – 81 Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях и СП 51.13330.2011 Защита от шума

Благодаря многочисленным исследованиям были установлены максимальные уровни транспортного шума, ниже  которых воздействие на организм человека является безопасным. Допустимым считается уровень шума, который не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного воздействия, а также не влияет на его самочувствие и настроение.

В таблице 2  приведены нормируемые эквивалентные уровни шума в соответствии с санитарными нормами в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки.

Таблица 2

Нормы уровня шума для различных условий

Назначение помещений или территорий	Эквивалентный уровень шума, дБА
Жилые комнаты квартир, спальные помещения в детских учреждениях и школах-интернатах, жилые помещения домов отдыха и пансионатов	30
Территория больниц, санаториев, непосредственно прилегающая к зданиям	35
Территории жилой застройки, непосредственно прилегающие к жилым домам, площадкам отдыха в микрорайонах и жилых кварталах	45
Рабочие помещения управлений, конструкторских проектных организаций и НИИ	50
Торговые залы магазинов, спортзалы, пассажирские залы аэропортов и вокзалов, приемные пункты предприятий бытового обслуживания	60

  

На территориях, прилегающим с одной стороны к жилым домам, с другой – к автомобильной дороге, шумовой режим полезно представлять в виде шумовых карт.

Требования, установленные нормативными документами, способствуют определению и проектированию мероприятий по защите от шума в придорожной полосе.

4 Методы снижение транспортного шума

Для защиты от шума применяют такие меры: устранение причин шумообразования или ослабление шума в источнике возникновения; ослабление шума на пути его распространения и непосредственно в объекте защиты.

Для защиты от шума проводят различные мероприятия:

• технические (ослабление шума в источнике);
• архитектурно-планировочные (рациональные приемы планировки зданий, территорий застройки);
• строительно-акустические (ограничение шума на пути распространения);
• организационные и административные (ограничение или запрет, или регулирование во времени эксплуатации тех или иных источников шума).

 

4.1 Конструкторско-технические мероприятия

Конструкторско-технические мероприятия предусматривают совершенствование конструкций транспорта.

На автомобилях улучшение акустических показателей достигается за счет сокращения шума от первичных источников и пассивных элементов, которые передают акустическую и вибрационную энергию. К первичным источникам относятся двигатель, системы впуска воздуха и выпуска отработавших газов, агрегаты трансмиссии, шины и др. Пассивные элементы – это кузов, его внутренняя отделка, ходовая часть, а также элементы связи между кузовом и ходовой частью.

Уменьшение шума двигателя достигается применением в его конструкции нетрадиционных решений, широким использованием в узлах и деталях пластмассы, резины, керамики, алюминия и других композиционных материалов.

Системы выпуска отработавших газов ДВС снабжают глушителями выпуска с двумя-тремя ступенями глушения шума. Они содержат предварительный и основной глушитель шума выпуска. В последнее время на легковых автомобилях устанавливают глушители-нейтрализаторы отработавших газов.

Для снижения шума от агрегатов трансмиссии на грузовых автомобилях конструкторы применяют новые технологические решения по повышению точности изготовления зубчатых зацеплений, синхронизаторов, карданных сочленений и других элементов.

Шины автомобиля являются источником шума на скоростях движения свыше 50 км/ч. Уровень шума в значительной степени определяется рисунком протектора шины.

Кузов автомобиля при движении контактирует своей внешней поверхностью с потоками воздуха, в результате чего образуется аэродинамический шум. Уровень этого шума зависит от конфигурации кузова, фактора обтекаемости, площади лобовой поверхности автомобиля, скорости движения и других показателей. Для снижения аэродинамического шума ведутся разработки новых компоновочных схем автомобилей, применяются обтекатели на грузовых автомобилях, устанавливаются тенты между тягачем и полуприцепом на грузовом автопоезде для создания закрытого буферного пространства.

На железнодорожном транспорте к конструкторским мероприятиям относятся оборудование маневровых тепловозов глушителями шума, применение резиновых подрельсовых прокладок, переделка звеньевого пути на бесстыковой, совершенствование тормозных устройств с введением замедлителей, уменьшение массы подвижного состава, применение звукоизолирующих материалов в конструкции пассажирских вагонов.

Эксплуатационные мероприятия. Своевременное техническое обслуживание транспортных средств способствует поддержанию двигателей конструкций не только в исправном состоянии, ко и на заданном уровне шума. Износ зубчатых зацеплений шестеренчатых передач в двигателях и трансмиссиях, невыдерживание уровня смазки в агрегатах, неправильная балансировка карданных валов и колес, неравномерный износ автомобильных шин, лыски на бандажах колесных пар, ослабевшие болтовые соединения в ходовой части, кузове и других элементах конструкции приводят к повышенному шуму при движении. Указанные неисправности устраняются в процессе технического обслуживания и ремонта подвижного состава.

Особое значение эксплуатационные меры борьбы с шумом приобретают в авиации, где разработана и реализуется целая система мер, включающая защиту от шума в аэропортах и особые методы пилотирования при взлете и посадке.

Многие производственные участки в аэропортах, связанные с техническим обслуживанием, погрузочно-разгрузочными операциями, буксировкой, заправкой топливом, аэродромным обслуживанием, расположены в непосредственной близости от мест нахождения самолетов и вертолетов, создающих шум высокой интенсивности. Это требует принятия мер по защите работников и посетителей аэропортов от повышенного шума. Простой способ снижения шумового воздействия -рассредоточение источников шума по территории аэропорта и их максимально возможное удаление от мест пребывания людей, технологически не связанных с выполнением необходимых работ.

Уменьшению шума в эксплуатационных условиях способствуют запрет запуска двигателей самолетов на перронах и местах стоянок в ночные часы, применение буксировки самолетов при их движении по аэродрому, ограничение форсированного режима работы двигателей, ночных и тпениоовочных полетов.

Для конкретных типов самолетов разрабатываются специальные приемы выполнения взлета и посадки, позволяющие снижать уровень шума на 8 - 12 дБА. К таким приемам относят более крутые траектории полета при взлете и посадке, низкие режимы работы двигателей, то есть перевода двигателя на малую частоту вращения турбины. При выполнении руления экипажу предписывается пользоваться режимом "малый газ". При этом достигается уменьшение времени воздействия шума.

 

4.2 Архитектурно-планировочные мероприятия

Ослабление шума на пути его распространения обеспечивается комплексом строительно-акустических мероприятий. К ним относятся рациональные планировочные решения (прежде всего удаление источников шума на надлежащее расстояние от объектов), звукоизоляция, звукопоглощение и звукоотражение шума.

Мероприятия по ослаблению шума нужно предусматривать уже на стадии проектирования генеральных планов городов, промышленных предприятий и планировки помещений в отдельных зданиях. Так, недопустимо размещать объекты, требующие защиты от шума (жилые здания, лабораторно-конструкторские корпуса, вычислительные центры, административные здания и т. п.), в непосредственной близости от шумных цехов и агрегатов (испытательных боксов авиационных двигателей, газотурбинных установок, компрессорных станций и т. д.). Самые шумные объекты следует объединять в отдельные комплексы. При планировке помещений внутри зданий предусматривают максимально возможное удаление тихих помещений от помещений с интенсивными источниками шума.

Для ослабления шума, проникающего в изолированные помещения, необходимо: применять для перекрытия, стен, перегородок, цельных и остекленных дверей и окон материалы и конструкции, обеспечивающие надлежащую звукоизоляцию; использовать звукопоглощающую облицовку потолка и стен или искусственные звукопоглотители в изолированных помещениях; обеспечивать акустическую виброизоляцию агрегатов, расположенных в том же здании; применять звукоизоляционные и вибродемпфирующие покрытия на поверхности трубопроводов, проходящих в помещении; использовать глушители в системах механической вентиляции и кондиционирования воздуха.

Машинное помещение лифтов недопустимо располагать непосредственно над и под жилыми помещениями, а также рядом с ними. Шахты лифтов не должны прилегать к стенам жилых комнат. Кухни, ванные, санузлы следует объединять в отдельные блоки, прилегающие к стенам лестничных клеток или к таким же блокам соседних помещений, и отделять от жилых помещений коридором, тамбуром или холлом.

Запрещены монтаж трубопроводов и санитарных приборов на ограждающих конструкциях жилых комнат, а также размещение рядом с ними ванных комнат и канализационных стояков.

Во всех общественных, а иногда и в жилых зданиях применяют вентиляционные системы, иногда — системы кондиционирования воздуха и воздушного отопления с механическим оборудованием, могут создавать значительный шум.

Для ослабления шума, распространяющегося по каналам систем вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления, следует использовать специальные глушители (трубчатые, сотовые, пластинчатые и камерные со звукопоглощающим материалом), а также облицованные изнутри звукопоглощающим материалом воздуховоды и сгоны (рисунок 1) . Тип и размер глушителя выбирают в зависимости от необходимого уровня шума, допустимой скорости потока воздуха и местных условий.

Звукоизоляцией помещений от воздушного шума называют ослабление звуковой энергии в процессе передачи ее через ограждение. Чаще всего звукоизоляционными ограждениями являются стены, перегородки, окна, двери, перекрытия.

В настоящее время многослойные конструкции применяют в строительной практике все чаще. В ряде случаев они дают возможность получить значительную дополнительную изоляцию по сравнению с однослойными конструкциями такой же массы (до 12—15 дБ).

 В перекрытиях для обеспечения нормативной изоляции ударного и воздушного шума делают пол на упругой основе (плавающий пол) или используют мягкие рулонные покрытия. Стыки между внутренними ограждающими конструкциями, а также между ними и другими примыкающими конструкциями должны быть оборудованы таким образом, чтобы в процессе эксплуатации не возникали трещины и щели, ослабляющие изоляцию (рисунок 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Вентиляционные  глушители (схемы):

а -— трубчатый; б — пластинчатый; в — сотовый;

г — цилиндрический.

 

Для повышения звукоизоляции применяют также двойные двери с тамбуром. Притворы дверей снабжают упругими прокладками. Стены в тамбуре целесообразно облицовывать звукопоглощающим материалом. Открываться двери должны в разные стороны.

Двойные окна лучше изолируют от воздушного шума (до 30 дБ), чем спаренные (20—22 дБ).

 

Рис.  104.  Схема  конструкций  перекрытия:

а — плавающие  полы  на сплошной  гибкой  основе ( 1 — покрытие пола; 2 — плита сборной или моно­литной стяжки; 3 — звукоизоляционная гибкая прокладка; 4 — несущая часть перекрытия; 5 — плинтус; б — плавающий пол на ленточных или искусствен­

ных прокладках; в — перекрытие со звукоизоляционными  материалами (1  — мягкий рулонный пол; 2 — перекрытие;  3  — плинтус)

 

В последнее время широко применяют "звукоизоляционные вентиляционные окна", которые обеспечивают высокую звукоизоляцию и одновременно позволяют проветривать помещение. Это две глухие рамы, расположенные на расстоянии 100 мм и более одна от другой, со звукоизоляционной облицовкой по контуру. Используют стекла различной толщины или в одной раме пакет из двух стекол. В стене под окном оборудуют отверстие, в котором устанавливают коробку в виде глушителя с небольшим вентилятором, обеспечивающим приток воздуха в помещение.

Звукопоглощающие конструкции предназначены для поглощения звука. К ним относятся звукопоглощающая облицовка ограждающих поверхностей помещений и искусственные звукопоглотители. Звукопоглощающие конструкции находят очень широкое применение.

Чаще всего используют звукопоглощающую облицовку: в учебных, спортивных, зрелищных и других зданиях, чтобы создать наилучшие акустические условия для восприятия речи и музыки; в производственных цехах, конторах и других помещениях общественного назначения (машинописные бюро, машиносчетные станции, административные помещения, рестораны, залы ожидания вокзалов и аэровокзалов, магазины, столовые, банки, отделения связи и др.); в помещениях коридорного типа (школы, больницы, гостиницы и т. п.) для предупреждения распространения шума.

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к звукопоглощающим конструкциям, состоят прежде всего в том, что они не должны ухудшать гигиенические условия вследствие осыпания волокон или частиц материала, способствовать накоплению пыли. Легкость очистки от пыли звукопоглощающих конструкций приобретает особое значение в зданиях как с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями (больницы), так и с повышенным выделением пыли (большинство промышленных предприятий).

Эффективность звукопоглощающей облицовки в шумных помещениях зависит от акустических характеристик помещения, характеристик выбранных конструкций, способа их размещения, расположения источников шума, размеров помещения и локализации расчетных точек. Обычно она не превышает 6—8 дБ.

Мероприятия по борьбе с городским шумом можно разделить на две группы: архитектурно-планировочные и строительно-акустические.

Снижение шума на пути его распространения от источника к жилой застройке предполагает рациональные проектирование плана автомобильной дороги, поперечных профилей и использование полосы отвода.

В этом случае при невозможности обеспечения буферной зоны от автомобильных дорог до застройки, учитывая требования санитарных норм,   можно выделить следующие   варианты снижения транспортного шума (рисунок 3, а-к):