Нормирование величины шума и вибрации

Нормирование шума — одна из важнейших задач охраны окру­жающей среды. Нормы шума устанавливаются исходя из техни­ческих требований и гигиенических условий труда, например на рабочих местах и на селитебных территориях, в помещениях жи­лых домов и общественных зданий.

К техническим требованиям нормирования шума относится установление допустимых уровней шума для нормальной эксплу­атации звукочувствительных устройств, например, радио, кон­цертных и театральных залов. Оценка шумовых характеристик и их сравнение с нормативами позволяет еще на стадии проектирова­ния разрабатывать мероприятия по снижению этих уровней. Допу­стимые шумовые характеристики регламентируются:

для рабочих мест — ГОСТ 12.1.003— 83;

жилых помещений — ГОСТ 12.1.036— 81;

территорий различного хозяйственного назначения и помеще­ния жилых и общественных зданий — ГОСТ 23337 — 78;

Допустимые характеристики ультразвука регламентируются ГОСТ 12.1.001 — 89.

Нормируемыми параметрами (характеристикой) постоянного шума считаются уровни звукового давления L в октавных частот­ных полосах со среднегеометрическими частотами, в дБ, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уров­ни звукового давления) в октавных частотных полосах, уровни звука и эквивалентные уровни звука для жилых и общественных зданий и их территорий принимаются в соответствии со СНиП 11-12-77 «Защита от шума» и ГН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Для оценки звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий и помещений промышленных предприятий применяется индекс изоляции воздушного шума Jb и индекс при­веденного уровня ударного шума под перекрытием Jy. Нормируе­мые индексы и расчет звукоизоляции ограждающих конструкций принимаются в соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума».

Уровень звука в расчетных точках, в том числе при наличии нескольких источников шума, снижение (требуемое) уровней звука на территории или в помещениях защищаемого от шума объекта следует определять по п. 10 СНиП II-12-77.

Для снижения уровня звука на территории промышленного предприятия следует применять экраны, размещаемые между источниками шума и объектом, который подлежит защите. В ка­честве экранов можно использовать естественные элементы ре­льефа местности — выемки, кавальеры, насыпи, холмы, а так­же искусственные сооружения, в помещениях которых до­пускается уровень звука более 50 дБА. Это могут быть жилые здания с усиленной звукоизоляцией наружных ограждающих кон­струкций.

Здания и сооружения необходимо размещать вдоль источников шума в виде сплошной застройки и полос зеленых насаждений. Ширина полосы принимается, например, при однорядной (шах­матной) посадке деревьев 10... 15 м, снижение уровня звука со­ставляет 4... 5 дБ А, а при ширине 16... 20 м соответственно 5... 8 дБА. Рекомендуется делать полосы зеленых насаждений в два ряда при расстоянии между ними 3...5 м; в три ряда при расстоянии между рядами 3 м, при этом уровень звука (при двух-, и трехряд­ной посадке) снижается на 10... 12 дБ А.

Еще одна особенность применения зеленых насаждений в ка­честве снижения звука (шума). При посадке полос должно быть обеспечено плотное примыкание крон деревьев между собой с заполнением пространства под кронами до поверхности земли кустарником. Полоса зеленых насаждений должна быть из пород быстрорастущих деревьев и кустарников, устойчивых к условиям воздушной среды в городах, поселениях и произрастающих в со­ответствующей климатической зоне.

Измерение шума относится к числу главных вопросов защиты населения от его воздействия. Измерение шума на селитебной тер­ритории проводится на площадках отдыха, детских дошкольных учреждений и школ в трех точках, расположенных на ближайшей к источнику шума границе на высоте 1,2... 1,5 м от уровня повер­хности площадок. На территориях, прилегающих к зданиям боль­ниц, санаториев, жилых домов измерение производится с соблю­дением таких же условий, как и у школ.

Измерения шума селитебной территории не должны прово­диться во время выпадения атмосферных осадков при скорости ветра более 5 м/с. В этом случае следует применить экран для за­щиты микрофона от ветра. Для измерения шума во всех случаях применяются шумомеры 1 и 2-го класса с измерительными сис­темами, которые входят в микрофон. Результаты проведенных из­мерений должны представляться в форме протокола.

Нормирование вибрации. Виброзащиту наиболее эффективно можно осуществить на стадии проектирования объекта.

Часто при проектировании не учитываются уровни вибраций, и вопрос о виброзащите решается в эксплуатационный период по измеренному уровню вибраций, что не всегда возможно. Естественно, в этом случае получение исходных данных значительно упрощается, но возникает проблема виброзащиты, особенно это касается оборудования, установленного на фундаментах. Поэтому использование в современном промышленном производстве средств автоматики (станков, машин, оборудования) накладыва­ет на вибрирующие основания достаточно жесткие технические требования.

Обеспечение допустимых параметров вибрации зависит также от конструктивных особенностей проектируемых объектов, в том числе фундаментов, конструкций надземной части здания. Как считают специалисты, важно иметь прогнозируемый уровень виб­рации (методику прогнозирования), который бы позволил на­дежно и достаточно просто оценивать параметры колебаний в за­висимости от размеров конструкций.

Следует отметить, что при проектировании объектов парамет­ры вибраций должны регламентироваться следующими нормами: санитарно-гигиеническими и техническими для виброчувствительных машин и для строительных конструкций. От механических колебаний (вибрации) снижаются также прочность, устойчивость и долговечность зданий и самих конструкций, нарушается режим работы приборов и автоматических систем, контролирующих тех­нологические процессы в промышленных зданиях. Можно пред­положить, что полностью исключить вибрацию и шум в зданиях и сооружениях невозможно. Поэтому для людей, работающих в условиях шума и вибрации, для различных видов машин и техно­логического оборудования в каждом конкретном случае при про­ектировании важно установить пределы допустимых параметров этих воздействий.

Допустимые уровни вибрации в жилых домах нормируются гигиеническими нормами «Допустимые уровни вибрации на ра­бочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий» (ГН 2.2.4/2.1.8.562-96). Параметры колебаний регламентируются ГОСТ 12.1.012—90 «Вибрационная безопасность. Общие требования бе­зопасности труда». В указанных нормативах предусмотрены предель­но допустимые величины общей вибрации в абсолютных (см/с) и относительных (дБ) значениях скорости по наиболее распро­страненному в практике спектру частот (до 355 Гц), который вклю­чает шесть октавных частотных полос. Каждая октавная полоса име­ет предельно допустимые значения среднеквадратической вибро­скорости или амплитуды перемещений, возбуждаемых работой машин.

В санитарно-гигиенических нормах заложена лишь качествен­ная оценка физиологического воздействия вибрации на людей. На стадии проектирования можно наметить мероприятия и конст­руктивные решения, которые обеспечили бы необходимую охра­ну здоровья людей.

Защита от шума

Проблема борьбы с шумом во всех ее проявлениях в стро­ительной практике была и остается актуальной. Особенно она обо­стрилась в последние годы в связи со значительно возросшей ин­тенсивностью транспортного движения. Каждый день на улицы выезжают тысячи автомобилей. Возросли мощности двигателей, скорости, что также послужило причиной увеличения транспорт­ного шума.

Для решения проблемы транспортного шума в Российской Федерации проводится целый комплекс мер. Идет большая рабо­та по упорядочению транспортных потоков, запрещен проезд тран­зитного транспорта через город, ограничен въезд грузовых авто­мобилей на центральные улицы. Конструкторы ведут работы по снижению шума самих двигателей, в том числе и по снижению выхлопных газов, отравляющих воздух. И все-таки пока не удается сколько-нибудь снизить шум на оживленных магистралях.

Из архитектурных средств защиты от шума наиболее распрос­транено, как этого требуют правила застройки, зонирование тер­риторий. На магистральную, или главную улицу выносятся уч­реждения, предприятия повышенной этажности, создающие эк­ранизирующий эффект для жилых зданий, больниц, детских уч­реждений, пансионатов, расположенных внутри квартала.

Однако возможности использования зонирования ограничены и не всегда совпадают с объемами строительства административ­ных зданий и жилых домов и планировочной схемой самого горо­да или поселка. Следует отметить, что рациональная планировка и правильное размещение зданий на примагистральной террито­рии позволяют уменьшить транспортный шум на 8... 12 дБ. Про­стое удаление от автодороги на 100...200 м и создание зеленой полосы из деревьев и кустарников помогает избавиться от 20 дБ шума и более. Следуя законам акустики, этажность жилых зданий нужно увеличивать, размещая их в глубь квартала. На самом деле в некоторых городах получается наоборот — фасады высоких зда­ний обращены на магистраль.

В новых городах, построенных в конце XX в., были четко опре­делены промышленные зоны и селитебные территории. В промыш­ленных зонах группировались разнообразные предприятия, отде­ленные от жилых кварталов. Хорошим барьером на пути мощных звуковых волн стали специальные защитные полосы зеленых на­саждений и санитарно-защитные зоны, которые отделяют источ­ник шума — завод, автокомбинат или дорогу с интенсивным дви­жением.

На улицах, где поток транспорта идет в обоих направлениях, целесообразно размещать магазины, мелкие производства и ад­министративные учреждения, пребывание человека в которых

кратковременно. Эти учреждения необходимо связать с отдален­ными частями города всеми видами транспорта.

В крупных городах мы часто наблюдаем и ощущаем заводские шумы. Если, например, кондитерская фабрика издает непрерыв­ный монотонный шум с уровнем громкости шума в 64 фона, то завод моторостроения приближается по уровню громкости шума уже к 120 фонам. Естественно, возникает вопрос о целесообраз­ности строительства производств с минимальными шумами. На рис. 12.5 показана схема расположения зданий города с зеленой зоной и завода. Звуковые лучи попадают в лесной массив или от­дельно стоящие деревья, которые поглощают звук и не допуска­ют его распространения в городе.

На рис. 12.6 изображено движение звуковых лучей при появ­лении ветра. В этих условиях звуковые лучи загнутся вверх, идя против ветра, и как бы пролетают через город, а идя по ветру, они будут загибаться к земле. Поэтому при проектировании шум­ных объектов необходимо учитывать направления розы ветров дан­ного района, чтобы доминирующие ветра были направлены от города на шумный объект, а не обратно.

Для уменьшения шума применяют также экранизирующие со­оружения: специальные стены, кавальеры, земляные волны, от­косы, выемки. Такие «акустические заборы» способны намного снижать шум, например, устройство дороги в выемке глубиной 4,5 м помогает снизить шум до 41 дБ.

Прежде чем принять решение, какой вид шумоотражателей и шумопоглотителей нужно выбрать — тип конструкции, материал, размеры и местоположение относительно трассы и жилого масси­ва — нужно произвести тщательную оценку местности, уровня шума и конкретно сформулировать функции будущего сооруже­ния. Это значит, что еще на проектной стадии нужно четко знать, до какого уровня предполагается снизить шум. Снижение шума на 6... 10 дБ считается хорошим показателем. Заметим, что челове­ческое ухо уже воспринимает изменение шума на 1...3 дБ.

В практике строительства в России наиболее распространенны шумозащитные стены различной высоты. Их применение опреде­ляется правильностью выбора расстояния от дороги до создавае­мой конструкции. Невысокая стена вблизи трассы может обеспе­чить больший эффект, чем стена высокая, но удаленная далеко от жилого массива. Строят такие стены из железобетонных секций и деревянных панелей. Прозрачные и непрозрачные пластики, гофрированный металл, кирпичная кладка — это тоже варианты звукозащитных экранов. Но по мере распространения этих заборов-экранов возникает необходимость сделать так, чтобы звуко­защитные конструкции не портили общий вид местности. Наибо­лее простым и эффективным является обычный земляной вал с высаженным на нем кустарником. Последний выполняет одно­временно роль звукопоглотителя и в то же время укрепляет кор­нями земляной вал. К тому же создается принципиально иной внешний вид. Вместо оживленной трассы с автомашинами или трехметрового забора жители микрорайона будут видеть вполне приближенный к природе ландшафт. Экраны в виде заборов воз­водят лишь там, где нехватка территории не позволяет решить проблему с помощью вала.

Основным методом по борьбе с шумом, особенно с транспор­тным, являются составленные в 1970-х гг. для крупных городов шумовые карты улично-дорожной сети. Такие карты дают нагляд­ное представление о размещении источников шума и границах его распространения, позволяют выбрать наиболее благоприят­ные в акустическом отношении места размещения нового жилищ­ного строительства и места отдыха населения. В настоящее время практикуется возведение шумозащищенных домов.

Снижение уровня шума вблизи аэропортов является одной из важнейших проблем защиты окружающей среды. Напомним, что реактивный самолет при взлете на расстоянии 25 м создает шум, равный 140 дБ. Поэтому наиболее эффективным методом являет­ся комплексный подход к решению проблемы авиационного шума. Он предусматривает не только снижение шума в источнике за счет создания менее шумных самолетов, но и за счет специальных приемов пилотирования при взлете и посадке, рациональной орга­низации воздушного движения, а также за счет проведения стро­ительно-планировочных мероприятий, включая ограничения жи­лой застройки в зонах с повышенным шумом вблизи аэропортов.

Изоляцию воздушного шума ограждающей конструкцией в октановой полосе следует определять при проникновении шума:

из одного помещения в другие;

из помещений на прилегающую территорию (в атмосферу);

с прилегающей территории в помещение.

При проектировании ограждающих конструкций (стен, пере­городок, перекрытий, дверей и окон), которые предназначены для защиты от шума, следует принимать наиболее эффективные конструкции. К ним можно отнести конструкции однослойные с пустотами или из бетонов на пористых заполнителях и ячеистых бетонов, а также другие подобные материалы с воздушным про­межутком не менее 4 см.

Особое внимание при защите от шума требуют полы, которые могут применяться с покрытием:

из штучного паркета, линолеума, релина и других материалов по сплошному основанию со звукоизоляционным слоем или по засыпке из песка или шлака;

рулонных материалов по перекрытию;

досок, древесно-стружечных плит, паркетных досок на лагах и со звукоизоляционным слоем.

Для защиты квартир жилых домов от воздействия шумовых нагрузок применяются теплошумозащитные окна с металличес­ким шумозащитным клапаном типа «Аэромат-80» производства фирмы «Зигенна Франк КГ» (Германия) или с деревянным, ус­танавливаемым в окна типа ОРТШВ (Москва). Применение обыч­ных теплозащитных окон для изоляции от шума возможно лишь в таких жилых домах, которые оснащены принудительной приточ­но-вытяжной вентиляцией и специальными устройствами конди­ционирования воздуха.

Требования по защите от шума при проектировании стен, пе­регородок, дверей, окон, в местах пересечения конструкций не­сколькими коммуникациями, в стыках ограждающих конструк­ций приведены в СНиП II-12-77 «Защита от шума».

При проектировании производственных и общественных зда­ний для снижения уровня звукового давления следует применять звукопоглощающие конструкции и экраны. К конструкциям от­носятся различного рода облицовка и штучные звукопоглотители. Экраны применяют для снижения уровня звукового давления на рабочих местах в производственных и общественных зданиях и на местах постоянного пребывания людей, а также в селитебной зоне городов и других населенных пунктов.

Экраны от источников шума в местах постоянного пребывания людей применяют в том случае, когда уровни звукового давления Ц дБ, в расчетных точках превышают допустимые уровни не ме­нее чем на 10 дБ и не более чем на 20 дБ. Экраны следует приме­нять только в сочетании со звукопоглощающей облицовкой поме­щения. Они должны быть изготовлены из сплошных твердых лис­тов или щитов, облицованных звукопоглощающим материалом, обращенным к источнику шума.

Защиту от шума строительно-акустическими методами в жи­лых домах и прочих зданиях следует проектировать на основании акустического расчета, при этом предусматривать для снижения уровня шума:

применение звукоизолирующих материалов и конструкций, например уплотнение по периметру притворов окон и дверей раз­личными теплоизолирующими материалами. Это бытовой и дос­таточно распространенный метод защиты от шума, в том числе и от проникновения холодного воздуха и пыли;

применение звукопоглощающих конструкций и экранов, на­пример, звукопоглощающей облицовки на потолке и в стенах помещений, а также экранов, устанавливаемых между источни­ком шума и местом пребывания людей;

применение глушителей шума, звукопоглощающих облицовок в газовоздушных трактах вентиляционных систем с механическим побуждением и систем кондиционирования воздуха и газодина­мических установок;

осуществление планировки и застройки селитебной террито­рии городов и населенных мест и поселений в соответствии со СНиП 2.07.01-89.

В газодинамических установках основными источниками шума являются компрессорные станции, установки с турбореактивны­ми и газотурбинными двигателями, лабораторные и эксперимен­тальные стенды (шум аэродинамического происхождения). Сниже­ние шума, распространяющегося от газодинамических установок в атмосферу, следует предусматривать посредством глушителей, располагаемых на пути распространения шума (в газодинамиче­ских трактах, воздухозаборных и выхлопных системах, шахтах и каналах). Снижение шума в помещениях, где расположены газо­динамические установки, можно осуществлять архитектурно-пла­нировочными мероприятиями и средствами звукоизоляции, зву­копоглощения в соответствии со СНиП II-12-77 «Защита от шума».