Russian Federation
Russian Federation
To determine the projected screen’s optimal dimensions has been proposed a calculation method allowing assay an automotive noise entering the area, protected by this screen. In engineering calculations the noise screen is often considered as infinitely extended, so that the sound diffraction on its side edges and the noise from the parts which are not covered by the screen are ignored. The proposed complex approach in the screens design allows assay the levels of noise emanating from the parts of transport stream, covered and uncovered by the screen. Thus, the designer, in case of exceeding the set values by the noise level, can estimate from where the loudest noise comes: from the top of the screen or from its sides, including the noise from the road traffic parts which are not covered by the screen, both from the right and left sides of it. From here is emerged the possibility to rationally vary the screen’s geometric dimensions, increasing its height, or extending it in one or another direction. As a result of such design, the screen’s optimal basic geometrical dimensions are determined in terms of providing the necessary noise level in the protected area. This allows reduce the design time and economic costs for the construction of screens.
automotive noise, linear sound source, point source, noise screen, sound diffraction, screen’s acoustic efficiency, screen installation effect.
1. Введение
Бурный рост количества транспортных средств приводит к существенному повышению уровня городского шума, превышающего значения, установленные санитарными нормами. Автомобильный транспорт является одним из главных источников акустического загрязнения городской среды [1, 2]. Длительное воздействие высоких уровней шума приводит к серьезным заболеваниям нервной системы и ухудшению физического состояния населения. Относительно недорогим и эффективным способом решения данной проблемы является установка шумозащитных экранов (ШЭ) вдоль транспортных магистралей [1, 3]. Такие экраны защищают от шума прилегающие территории, на которых могут располагаться жилая застройка, общественные и производственные здания. В данной работе предложен способ расчета оптимальных размеров экрана, позволяющий проектировщику количественно оценить автотранспортный шум, поступающий на защищаемую экраном территорию, дифрагирующий на верхней кромке экрана и на его боковых кромках, а также шум от незакрытых экраном участков автотранспортного потока (АТП). 2. Анализ работ и постановка задачи исследования Согласно проведенному анализу источников информации, на данный момент отсутствует комплексный подход к расчету и проектированию ШЭ. Авторы обычно вводят ряд допущений, упрощающих задачу: рассматривают экран бесконечным по длине [4, 5], применительно к точечным источникам шума [6, 7], предлагают методы расчета, обеспечивающие достаточную точность в ограниченном диапазоне частот [8]. Есть работы, в которых учитываются ограниченность длины экрана и потери акустической энергии при распространении звука от автотранспортного потока до расчетной точки (РТ) [9, 10]. В работе [11] изложен способ определения акустической эффективности экрана и его геометрических размеров, даны рекомендации по усовершенствованию конструкции ШЭ. Однако, в рассмотренных работах отсутствует комплексная методика расчетного проектирования ШЭ, учитывающая в РТ как шум, дифрагирующий на всем открытом контуре экрана, так и шум, поступающий от частей АТП, незакрытых экраном. Поэтому целью данной работы явилась разработка комплексной методики проектирования, позволяющей определять оптимальные размеры ШЭ, при которых уровни звука на защищаемой территории соответствуют заданным требованиям при
ограниченных затратах на сооружения экранов. 3. Расчет уровней шума на защищаемой территории, создаваемого частями АТП, незакрытыми экраном В данной работе рассматривается одностороннее параллельное расположение ШЭ относительно прямолинейной магистрали; не учитывается отражение звука от ее покрытия, от экрана и других объектов; принимается, что источник шума (ИШ), ШЭ и РТ находятся на горизонтальной поверхности одного уровня. Расчетная схема, используемая для оценки уровня звука (УЗ), создаваемого незакрытыми экраном участками АТП в РТ на защищаемой ШЭ территории, представлена на рис. 1.
1. Shubin I. L. Akusticheskiy raschet i proektirovanie konstruktsiy shumozashchitnykh ekranov. Dokt. Diss [Acoustic calculation and design of noise protection screens. Doct. Diss]. GOUVPO “Moskovskiy institut kommunal’nogo khozyaystva i stroitel’stva” [GOUVPO “Moscow Institute of Utilities and Construction”]. Moscow, 2011. 325 p. (in Russian).
2. Shum na transporte [Noise on transport]. Moscow: Transport Publ., 1995. 368 p. (in Russian).
3. Osipov G.L., Korobkov V. E. Rasprostranenie i zashchita ot shuma na territoriyakh zastroyki [Distribution and protection from noise in the built-up areas]. Snizhenie shuma v zdaniyakh i zhilykh rayonakh [Reducing noise in buildings and residential areas]. Moscow: Stroyizdat Publ., 1987, pp. 154-255. (in Russian).
4. Kawai Y., Flujimoto K., Itow T. Noise propagation around a thin half plane. Acustica, 1978. Vol. 38, pp. 313-323.
5. Kawai Y. Sound attenuation by finite barriers / Proc. 11-th ICA, Paris, 1983. Vol.1, pp.129-132.
6. Terai T. On calculation of sound fields around three dimensional objects by integral equation methods // J.S. a V., 1980, 69 (1), pp.71-100.
7. Kurze U. J. Noise reduction by barriers //JASA, 55-3, 1974, pp. 504-518.
8. Kohshi N., Katsuo F. Boundary element analysis of the sound field around a finite barrier // J. Jap. Soc. Precis. Eng., 1988. Vol.54, pp.1351-1356.
9. Ivanov N.I., Tyurina N. V. Problema snizheniya shuma zheleznodorozhnogo transporta [The problem of noise reduction of railway transport]. Sbornik dokladov mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii “Primenenie akusticheskikh ekranov dlya snizheniya shuma i uvelicheniya bezopasnosti dvizheniya poezdov” [Collection of reports of the international scientific and technical conference “The use of acoustic screens to reduce noise and increase train safety”]. Moscow, 2006, pp. 9-36. (in Russian).
10. Bobrovskikh V.P., Ivanov N. I., Tyurina N. V. O koeffitsiente difraktsii akusticheskikh ekranov [On the diffraction coefficient of acoustic screens]. “Novoe v teoreticheskoy i prikladnoy akustike”, trudy seminara [“New in theoretical and applied acoustics”, proceedings of the seminar]. 2007. St. Petersburg: GTU Publ., pp. 141-147. (in Russian).
11. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke neobkhodimogo snizheniya zvuka u naselennykh punktov i opredeleniyu trebuemoy akusticheskoy effektivnosti ekranov s uchetom zvukopogloshcheniya [Guidelines for assessing the required sound reduction in populated areas and determining the required acoustic efficiency of screens, taking into account sound absorption]. Moscow: Mintrans RF Publ., 2003. 38 p. (in Russian).
12. Maekava Z. Akusticheskie ekrany [Acoustic Screens]. Snizhenie shuma v zdaniyakh i zhilykh rayonakh [Reducing Noise in Buildings and Residential Areas]. Moscow: Stroyizdat Publ., 1987, pp. 426-448. (in Russian).
13. GOST 31295.2-2005 (ISO 9613-2:1996). Shum. Zatukhanie zvuka pri rasprostranenii na mestnosti. Ch.2. Obshchiy metod rascheta. Mezhgosudarstvennyy standart [GOST 31295.2-2005 (ISO 9613-2: 1996). Noise. Sound attenuation during propagation on the ground. Part 2 General method of calculation. Interstate standard]. 2007. (in Russian).
14. Tupov V.V., Chereshneva O. A. Raschet i issledovanie snizheniya shuma avtotransportnogo potoka shumozashchitnym ekranom [Calculation and study of the noise reduction of the traffic flow noise screen]. Bezopasnost’ v tekhnosfere [Safety in the Technosphere]. 2014, I. 5, pp. 17-24. (in Russian).
15. Zashchita ot shuma v gradostroitel’stve [Protection against noise in urban planning]. Moscow: Stroyizdat Publ., 1993. 96 p. (in Russian).
16. GOST 31295.1-2005. Shum. Zatukhanie zvuka pri rasprostranenii na mestnosti. Ch.1. Raschet pogloshcheniya zvuka atmosferoy. Mezhgosudarstvennyy standart [GOST 31295.1-2005. Noise. Sound attenuation during propagation on the ground. Part 1 Calculation of sound absorption by the atmosphere. Interstate standard]. 2007. (in Russian).
