Влияние зеленых насаждений на снижение шума внутри селитебных территорий на примере центра России

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

На правах рукописи



Винников Юрий Анатольевич



“Влияние  зеленых насаждений на снижение шума внутри селитебных территорий на примере центра России”



18.00.04. – градостроительство, районная планировка, ландшафтная архитектура и планировка сельскохозяйственных населенных мест.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук


Научный руководитель:




Брянск 2008

Содержание

Введение

1. Опыт борьбы с акустическим загрязнением в крупных городах

1.1 Характеристики источников шума

1.2 Нормирование шума и методы его измерения

1.3 Архитектурно-планировочные и конструктивные методы борьбы с городскими шумами

1.4 Зеленые насаждения как мера защиты от городского шума

1.5 Задачи исследований.

2 Методика исследования распространения внутриквартальных шумов
и шумозащитных свойств внутриквартальных посадок.

2.1  Методика натурных исследований.

2.1.1 Проникающий внутриквартальный шум (Распространение
шумов над отражающей поверхностью)

2.1.2 Дифракция транспортного шума в акустической «тени» жилой застройки

2.2 Макетный экспресс-метод получения удельных коэффициентов звукоизоляции.

2.2.1 Описание камеры

2.3 Макетные исследования шумозащитных свойств
зеленых насаждений

2.3.1 Исследования коэффициентов звукопоглощения макетных
посадок

2.3.2 Исследования шумозащитных свойств посадок
с внутренней реверберацией

2.4 Лабораторные исследования звукоизолирующей способности
кустарниковых посадок

3. Исследование распространения транспортных шумов в жилой застройке.

3.1. Интерференция проникающего шума во внутриквартальном пространстве.

3.2. Расположение интерференционных зон над звукоотражающей поверхностью.

3.3. Дифракция транспортного шума во внутриквартальной застройке.

4. Исследование шумозащитных свойств зеленых насаждений.

4.1. Модельный экспресс-метод исследования звукоизолирующих свойств зеленых насаждений.

4.2. Макетные исследования шумозащитных свойств зеленых насаждений.

4.2.1. Макетные исследования удельных коэффициентов звукопоглощения.

4.2.2 Макетные исследования звукоизолирующих свойств ШЗН с продольными межрядовыми разрывами.

4.3. Исследование звукоизоляции подкроновых кустарниковых посадок.

5. Эффективность применения шумозащитных зеленых насаждений в жилой застройке

5.1 Акустическая эффективность шумозащитного внутриквартального
озеленения

5.2 Социальная и технико-экономическая эффективность ШЗН

5.3 Методика расчета акустической эффективности проектируемых внутриквартальных шумозащитных зеленых насаждений

Основные выводы

Заключение




Введение
     Актуальность проблемы.  В условиях неуклонного роста загрязнения окружающей среды поиски путей выживания приобретают особую актуальность. Наиболее остро эта проблема стоит в крупнейших и крупных городах, где суммарная нагрузка от промышленно-производственной, транспортной, энергетической деятельности на селитебную территорию достигли наиболее высоких уровней. Городская среда обитания человека содержит различные источники загрязнения, спектр которых очень обилен от радиационного и канцерогенного до шумового загрязнения. Это приводит к критическому обострению экологической обстановки в крупных городах, а особенно в местах проживания и отдыха населения. [5, 8, 43, 46, 50, 66] 
     С принятием Федерального закона от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" защита от шума в последние время является одной из актуальнейших проблем современного градостроительства [5, 17, 18, 22, 66, 83, 96, 123, 125, 135]. За это время, не смотря на трудности, был разработан ряд нормативных документов прямо или косвенно связанных с данной проблемой [94, 100, 101, 107, 108].
     Не только физические, экономические, социальные и политические факторы расцениваются теперь как существенные элементы всеобъемлющего анализа, необходимого для проектирования города и района, в последнее время множество других вопросов, связанных с воздействием на окружающую среду, придали проектированию новое измерение и еще больше его усложнили [16, 18, 25, 93]. Стало необходимо оценить новые различные влияния на городскую среду ряда вредных факторов, в том числе и ее шумового загрязнения. Городской шум имеет тенденцию роста. Увеличение плотности движения на улицах, также мощностей двигателей различных видов транспорта привело к тому, что средний уровень шума на улицах больших городов, составляющих в недавнем прошлом 60-80дБА, в настоящее время достигнет 75-95дБА, что превышает санитарную норму на 25дБА.
     Шум от транспорта вредно действует на пешеходов и людей, находящихся внутри здания. С другой стороны размещение предприятий на территории городов также значительно ухудшает акустический комфорт прилегающей жилой застройки, т.к. шумовой вал не встречая преград легко проникает внутрь селитебной территории [60, 80, 82, 89].
     Многие промышленные зоны, находящиеся внутри селитебной территории, излучают избыточное звуковое давление и в ночное время, с интенсивностью не меньшей, чем в дневное время.
     Трудно предположить вред, который наносит шум здоровью людей. Перегрузка слуховых нервов и центров мозга оказывает разрушающее влияние на весь организм человека. Шум вызывает раздражение нервной системы, ускоряет процесс утомления, усиливает интенсивность пульса, под его действием повышается кровяное давление, нарушаются пищеварительные процессы, что ведет к возникновению и развитию болезней сердечно-сосудистой системы и желудка, в частности, гипертонии и язвы. Кроме того, шум отрицательно влияет на трудоспособность [26,98, 133].
     Учитывая вред, который причиняет шум человеческому организму, ясно на сколько важна проблема борьбы с шумом в градостроительной практике. Таким образом острота проблемы указывает на необходимость расширения работ по проблемам оздоровления окружающей среды городов, устранения противоречий между увеличением объема городского транспорта и обеспечением здоровых, комфортных условий жизни населения. Борьба с шумом должна идти в двух основных направлениях: путем снижения шума в самом источнике, в частности, в транспортных средствах или производственном оборудовании и путем создания защитных устройств между источником и объектом, требующим нормализации шумового режима.
     Снижение шума в источнике, уменьшение загазованности вредными выбросами автотранспорта – задачи, главным образом, технические, требующие значительных затрат времени и средств. Поэтому, судя по прогнозным оценкам, в ближайшие 30-50 лет, наряду с техническими средствами решения данной проблемы, целесообразно использовать все возможные архитектурно-планировочные и строительные мероприятия по ограничению распространения шума в окружающей городской среде.
     В настоящее время разработан ряд приемов защиты городской застройки от шума: устройство экранирующих стенок, откосов, выемок, кавальеров и т.д.. Однако, довольно часто эти инженерно-технические сооружения ухудшают архитектурный облик современного города, а так же требуют значительных затрат [83].
     Вместе с тем важнейшим элементом городской среды являются зеленые насаждения. Эффективность применения зеленых насаждений определяется комплексным характером их защитных свойств: защита от шума, выхлопных газов автотранспорта, адсорбирующим действием от пыли и загрязнения воздуха, улучшением санитарно-гигиенических и микроклиматических показаний среды, психологическими и эстетическим воздействием. 
     В настоящей работе рассматривается акустический аспект проблемы в конкретном приложении к оптимизации среды крупных городов методами и средствами озеленения территорий различного функционального назначения. Важнейшей экосистемой городов являются озелененные пространства, жизнь в окружении которых одно из определяющих условий нормального физического и психического здоровья человека. Немаловажное значение для развития экологического направления градостроительной деятельности имеет глубокое осознание роли озелененных пространств, с помощью которых становится реальным решение широкого круга экологических проблем и задач. Однако, сложившиеся приемы и традиции в озеленении городов, а также ландшафтно-эстетические принципы их проектирования, не обеспечивают минимальный акустический комфорт функциональных зон наиболее уязвимых в экологическом отношении (примагистральные территории, внутриквартальные посадки, контактные промышленно-селитебные районы и т.п.). Не менее важны и серьезны факты отставания проводимых работ по оптимизации среды обитания человека от темпов развития транспорта и городского хозяйства, отчуждения под строительные нужды территорий, предназначенных для перспективного озеленения и существующих насаждений. Общим фоном эколого-градостроительных неудач является действующая нормативная и теоретическая база проектирования (СНиП 23-03-2003, СНиП 2.07.01-89, СН 2.2.4/2.1.8.562-96, ГОСТ 17.5.301-78 и др.), основные положения которой не содержат практических рекомендаций по созданию шумозащитных систем озеленения городов. Это требует от градостроительной теории более глубоких исследований закономерностей реализации шумозащиты озелененными пространствами и разработки основ их планировочной организации в полном соответствии с динамикой урабанизационных процессов и тенденциями деградации среды [14, 21, 27, 28, 54, 83, 97, 106].

1.Опыт борьбы с акустическим загрязнением в крупных городах

1.1.  Характеристики источников шума

     Интенсивному акустическому воздействию житель современного крупного города может подвергаться практически постоянно: на рабочем  месте, по дороге с работы и на работу, во время прогулок и дома. Акустическим дискомфортом  являются  условия, вызывающие в человеческом организме негативную реакцию. Интенсивное акустическое  облучение на  производстве приводит к развитию у работающего глухоты, нарушению нормальной деятельности  сердечно-сосудистой и  желудочно-кишечной систем, расстройствам  нервной  системы. Жилая квартира или рабочий офис, обладающие определенными акустически дискомфортными условиями в состоянии в значительной мере усугубить пагубное воздействие шума, полученное работающим на производстве. На рисунке 1.1 показан комплекс факторов, определяющих акустический комфорт этих помещений. Как видно из рисунка, акустический дискомфорт квартиры или офиса складывается из нескольких основных элементов: шум, проникающий с улицы; шум, проникающий через внутренние ограждающие конструкции; шум от инженерного оборудования и шума создаваемого обитателями.
     Шум, проникающий с улицы, в первую очередь определяется расположением самого здания относительно транспортных магистралей, промышленных предприятий, наличия близлежащих детских садов, школ, детских спортивных  и игровых площадок и других источников городского шума. Снижается  уровень такого шума в квартирах посредством архитектурно-планировочных решений на стадии проектирования жилой застройки, наличием шумозащитных мероприятий или же посредством улучшения акустических свойств ограждающих конструкций  здания при отсутствии альтернативных решений [9,80, 83].
      


     
Шум, проникающий  через   внутренние	ограждающие  конструкции квартиры (или шум  от соседей), в значительной	мере определяется планировкой   самого здания, компоновкой  помещений, функциональной компоновкой. Соседство функционально-контрастных помещений в значительной мере ухудшает акустический комфорт жилища или офиса. Определяющую роль  здесь  играют также  акустические	свойства внутренних  ограждающих конструкций  (внутренних  стен, перегородок), а также звукоизоляция дверных проемов. Плохое качество исполнения вводов в квартиру газа, водопровода, канализации и вентиляции способно свести "на нет" значительную звукоизоляцию самих ограждающих конструкций [44, 62, 63].
     Еще одним из путей переноса  шума является распространение его по самим ограждающим конструкциям  (так называемый "косвенный перенос"). Уровень  такого шума в квартире определяется жесткостью связей каркаса здания, наличием защитных строительно-акустических проектных мероприятий и их реализацией при строительстве. Шумы от оборудования, проникающие в квартиру, состоят, как правило, из воздушной и структурной  составляющих. Уровень этих составляющих в значительной мере определяется качеством  изготовления самого оборудования и техническим состоянием оборудования. Правильная  компоновка технических помещений относительно жилых помещений	квартиры  в сочетании со  звукоизоляцией  самих помещений и  изоляцией путей  распространения структурного шума позволяет в  значительной  мере	снизить дискомфортное влияние этого фактора на жильцов. 
     Все выше  перечисленное позволяет определить направления борьбы с шумом в жилых помещениях [60, 61, 66, 73, 83].
     Уровень же промышленного шума, проникающего на селитебную территорию, зависит: от шумности производственного оборудования, наличия противошумных мероприятий внутри цеха, соответствия санитарным нормам эквивалентных уровней излучаемого шума от внешнего оборудования промышленных зон, продуманности архитектурно-планировочных решений, как самой промышленной  зоны, так и  планировочной схемы прилегающей жилой застройки и, наконец, от наличия специальных противошумных мероприятий [44, 55, 60, 70, 73, 83].


1.2. Нормирование шума и методы его измерения

     Для решения вопросов, связанных с шумом, был разработан и продолжает разрабатываться, обновляться и уточняться ряд нормативных документов, посвященных измерениям и нормированию шума в различных условиях и ситуациях.
     ГОСТ 12.1.036-81 (СТ СЭВ 2834-80), СН 2.2.4/2.1.8.562-96  устанавливают допустимые уровни шума на рабочих местах,  в помещениях жилых и общественных зданий, авиационные шумы на территории жилой застройки определяются ГОСТ 22283-76.
     Методы  измерения шума на селитебной территории и в помещениях  жилых и общественных зданий	содержит ГОСТ 23337-78 (СТ СЭВ2600-80) и МУК4.3.2194-07.
     При проведении исследований шумовых	характеристик источников шума  ГОСТ 23941-79 (СТ СЭВ 3076-81)  определяет перечень шумовых характеристик, устанавливает условия проведения измерений  и точность  применяемых методов  определения шумовых характеристик. Из них  два точных, два технических и один ориентировочный метод определяются соответственно: ГОСТ 12.1.024-81* (СТ СЭВ 3076-81), ГОСТ 12.1.025-81*(СТ СЭВ 3080-81), ГОСТ 12.1.028-80      (СТ СЭВ 1413-78), ГОСТ 12.1.027-80 (СТ СЭВ 1414-78)  и ГОСТ  12.1.026-80 (СТ СЭВ 1412-78).
     Рядом исследований, проведенных в нашей стране и за рубежом, были установлены  максимальные уровни  звукового давления, ниже  которых  воздействие шума на организм человека является безопасным.
     Допустимым может  считаться уровень шума, который не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного воздействия, не  снижает работоспособности, не влияет на  самочувствие [28].
      Допустимые уровни звукового давления и уровни звука определены в ГОСТ 12.1.036-81 и  приведены в табл. А-1.
     Нормы [34] рекомендуют учитывать характер	шума, длительность его воздействия, место расположения  объекта, время суток, применяя поправки к допустимым октавным уровням звукового давления и уровням звука (табл.А-2).
     Измеренные и рассчитанные эквивалентные уровни звука не должны превышать выше указанных значений.
     Характеристика  шума должна учитываться  при  выборе участка под  новое жилое строительство, при конструировании  и размещении инженерно-технологического  и санитарно-технического оборудования зданий, для  разработки и  контроля эффективности шумозащитных мероприятий в городе. 
     Наличие норм  допустимых уровней шума дает возможность разработать технические, планировочные  и различные градостроительные мероприятия, направленные на создание  благоприятного шумового режима, отвечающего  гигиеническим	требованиям в жилой застройке, жилых микрорайонах, кварталах и  в помещениях зданий различного назначения. Зная нормы для жилых помещений и территорий  жилой застройки, можно в какой-то мере решить задачу нормализации шумового режима в селитебной части города в целом [105].
     Нормируемыми параметрами постоянного и прерывистого шума являются уровни среднеквадратичных звуковых давлений в октавных полосах  частот со     среднегеометрическими частотами 63,125,250,500,1000,2000,4000,8000 Гц.
     При оценке постоянного или прерывистого шума необходимо учитывать длительность воздействия, тональность, время суток (день или ночь) и шумовой фон. Каждый из этих факторов учитывают при  нормировании соответствующими	 поправками к нормативным уровням звукового давления в октавных  полосах (L) или уровням звука (LA), скорректированным под человеческое восприятие (кривая А) [105].
     Оценка непостоянного шума может быть проведена и по энергетическому показателю: эквивалентному уровню звука (LA экв).
     Под	эквивалентным уровнем  звука понимается среднеэнергетический уровень звука непостоянного  шума, оказывающего равное воздействие на человека, как и постоянный шум того же уровня за то же время воздействия [94].
     Эквивалентный  уровень  звука (LA экв) рассчитывают по измеренным уровням звука непостоянного шума.
                                                                        (1.1)

где	   LAi – средний уровень звука класса  i, дБА,
	   ti -время воздействия шума класса i,  %  общего времени измерений.
     В рассчитанный таким образом эквивалентный уровень также следует ввести ряд поправок, зависящих от характера шума.
     Следует также обратить внимание на присутствие помимо слышимых звуковых колебаний также инфразвуковых и ультразвуковых колебаний [22], обладающих специфическим воздействием на организм человека.


1.3. Существующие методы снижения шума в городе

	Методы защиты от излишнего уровня шумового давления в городах по характеру проводимых мероприятий подразделяются на снижение шума в источнике, архитектурно-планировочные и конструктивные.
     Применение архитектурно-строительных  методов в борьбе с шумом в жилой застройке бывает  необходимо, когда борьба с  шумом в самом  источнике невозможна или	малоэффективна. В этом случае стараются максимально снизить энергию падающей звуковой волны на пути ее распространения от источника к приемнику.
     Направленность архитектурно-планировочных мероприятий касается  всех видов шумов, проникающих в квартиру с улицы. При этом используются особенности распространения звуковых колебаний	в различных средах, а  также на границе	сред с различной  плотностью. Т.е. мероприятия основываются  на  рассеянии, отражении, поглощении, дифракции звуковых	волн.
     Наиболее  эффективными  строительно-акустическими  средствами снижения  шума являются  экраны, шумозащитные	 здания и шумозащитные элементы зданий. Указанные средства могут  применяться самостоятельно или  в комплексе с градостроительными, позволяющими добиваться снижения  шума в жилой застройке за счет соблюдения требований СНиП по планировке и застройке городов и других населенных пунктов. Прежде всего, необходимо соблюдать четкое функциональное зонирование	территории  с отделением  селитебных, лечебных, рекреационных зон от  промышленных, коммунально-складских	и основных транспортных коммуникаций.
     На основании предельно допустимых уровней звука  в помещениях [105] и уровнями звука на улице, выбор состава мероприятий определяется в первую очередь характером  самого источника шума, а так же градостроительной ситуацией.
В условиях городов транспортный шум является доминирующим [18,44]. Главной причиной этого  вида шума  является поток транспорта на улице. При увеличении плотности  потока в  2  раза (без изменения его однородности) уровень шума повышается на 6 дБ. При этом спектральный состав шума изменяется следующим  образом: с каждым удвоением	частоты	происходит снижение интенсивности на 3-5 дБ. Громкость шума, создаваемого	транспортным  средством, зависит от акустической мощности самого  источника, ситуации надороге (перекресток, уклон, состояние и  характер покрытия), скорости  движения. Для оценки уровня шума, создаваемого потоком	легковых автомобилей, движущихся со скоростью V по гладкому ровному  покрытию, можно воспользоваться формулой:
LАср=30lgV+10lgn-20 (дБ),		                     (1.2)
     где  n – количество проезжающих автомобилей	в час.
     При этом следует учесть: грузовой автомобиль или автобус соответствует 4-м легковым автомобилям; мотоцикл  - 2-м легковым  автомобилям; на  перекрестках и подъемах с уклоном  более 7% расчетный уровень повышается на 10 дБ, на шероховатых и мощеных улицах повышается на 3-5 дБ.
     Следует отметить, что при скоростях движения транспорта ниже 55 км/ч уровень шума не снижается.
     Необходимо учитывать, что в реальных условиях на улице помимо транспортных  средств  присутствуют также другие источники шума, создающие определенный "фоновой" шум. Если транспортное средство излучает шум, уровень  которого в точке наблюдения ниже фонового на 10 дБ, то влияние на поле он практически не окажет.
     С учетом того, что  транспортный поток неоднороден по составу, дорога может иметь несколько  полос движения в обе стороны, дороги могут иметь различающиеся по шероховатости покрытия, суммарный эквивалентный уровень звука  (при	непрерывности потока в течение 1 часа) может быть вычислен по формуле:
           (1.3)
    где	  Lф - уровень звука фонового шума в точке наблюдения, дБА;
	  Г0  - базисное расстояние  7,5м (по ГОСТ 20444-85);
	  N  - интенсивность потока в обоих направлениях, авт/час;
	  ?  - максимальная скорость для обоих направлений, км/час;
	  - шероховатость одежды дорожного покрытия, 0,3??10,мм;
	 d  - кратчайшее расстояние от расчетной точки	до траектории движения автомобиля, м;
	 m   - порядковый номер полосы ( m=1,2,3...);
	 h   - ширина полосы,м;
	?Л, ?А, ?трол, ?гр1, ?гр2, ?гр3, ?гр4 -доля соответственно легковых автомобилей, автобусов, троллейбусов, грузовых автомобилей до 2т, то же  от 2 до 5т, то же от 5 до 8т, то же более 8т в общем потоке %;
	 LAmax - средневзвешенные	шумовые характеристики различных групп автомобилей:
		LAmax Л  =75 дБ А	 LAmax гр1 =76 дБ А
		LAmax А =85 дБ А	 LAmax гр2 =84 дБ А
		LAmax гр3 =89 дБ А	 LAmax гр4 =90 дБ А
	 ? - коэффициент многополосности:
	      по СНиП II-60-75	 ? =1 – для однополосного движения,
			 ?    =1,9-для двухполосного движения,
			 ? =2,7-для трехполосного движения,
			 ? =3,5-для четырехполосного движения
     Для	жилой застройки, расположенной вблизи железнодорожных путей основным источником	шума будут являться проходящие ж/д составы. В равной мере  это относится	и к жилой застройке, расположенной вблизи открытых линий метрополитена  и трамвайных линий. В России [38] и Германии [127] стандартным расстоянием, на котором измеряются (или рассчитываются) эквивалентные	уровни звука от	рельсового транспорта принято равным  25 м. В зависимости от интенсивности движения по графику [39] можно найти ожидаемый эквивалентный уровень	звука. Для современных рельсовых	средств ближнего следования найденные  значения должны быть  уменьшены на 5 дБА. Большое влияние на уровень излучаемого шума оказывает состояние и конструкция рельсовых  путей. Так уровни звука трамваев [83] могут изменяться в  пределах до 10дБА.
     Несомненно, что	наиболее полные	и точные данные об  акустической обстановке могут	дать только натурные измерения и исследования. 
     Промышленные предприятия и установки, расположенные вблизи жилой застройки, являются мощными источниками шума проникающего в жилую зону. Разнообразие используемого оборудования и его различающаяся акустическая мощность не позволяют достаточно точно прогнозировать ожидаемые уровни  шума. Поэтому в каждом конкретном	случае необходимо производить натурные измерения [8, 24, 26, 29, 60, 69, 71]. 
     Существенными источниками внутриквартального шума являются  школы, детские сады  или игровые  площадки. По оценкам немецких исследователей [133] на расстоянии 25 м от них средний уровень шума составляет от 20 до 60 дБА. К группе бытовых шумов следует отнести внутриквартальные  шумы, возникающие  в результате работы расположенных в квартале магазинов, деятельности  коммунальных служб и т.д. В таблице 1.1 приведены заслуживающие пристального внимания  данные  натурных исследований НИИСФ и НИИМосстроя внутриквартальных шумов. Уровни шума определялись  на расстоянии 7,5 м от отдельных источников шума или на расстоянии 1 м от комплексных источников шума типа  спортивных и детских площадок, хоздворов магазинов и др.[48, 54].
     Для борьбы с транспортным шумом  в мировой практике  широко применяются экраны в виде стенок, валов и их комбинаций. По принципу действия  экраны  могут быть отражающие и поглощающие звук.
     Практически снижение уровня звука  экраном-стенкой на границе звуковой  тени составляет около 5 дБА и последующее увеличение высоты экрана на 1 м даст прирост снижения уровня звука в тех же точках на 1,5 дБА [80].
     Эффективность экрана может оказаться ниже расчётной, если он установлен на покрытии с хорошими звукопоглощающими характеристиками. 
Таблица 1.1 – Внутриквартальные шумы
Источники
шума
Эквивалентные уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами,  Гц
Эквивалентный уровень звука
дБ А

63
125
250
500
1000
2000
4000
8000

Разгрузка товаров и погрузка тары бросанием
73
70
66
65
63
59
56
50
68
Разгрузка товаров и погрузка тары переносом
67
65
60
58
55
50
46
38
60
Погрузка тары с пустыми бутылками
72
69
68
70
70
65
63
57
74
Мусороуборочные операции
84
79
76
72
70
66
65
57
77
Игры детей
65
60
57
64
68
66
58
50
72
Купание детей в плескательных бассейнах 
72
66
69
74
72
66
63
57
76
Разговоры прохожих и отдыхающих во дворе
50
55
58
60
61
58
53
47
65
Шаги прохожих во дворе
69
60
55
50
42
37
36
34
52

Продолжение таблицы 1.1

Источники
шума
Эквивалентные уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами,  Гц
Эквивалентный уровень звука
дБ А

63
125
250
500
1000
2000
4000
8000

Спортивные игры:

футбол
75
73
72
70
72
69
66
56
76
волейбол
62
63
63
67
68
60
53
46
70
баскетбол
64
68
66
68
63
58
53
46
68
теннис
55
58
59
60
56
54
53
47
63
настольный теннис
50
48
45
47
50
52
60
46
57
городки
64
61
63
63
66
66
60
55
70
Выезд со стоянок и проезды легковых автомобилей внутри квартала
58
62
57
50
46
42
38
32
54
Проезды, трогание с места грузовых автомобилей внутри квартала
76
70
64
61
58
54
50
42
65
     Это объясняется  увеличением  высоты распространения звуковых волн над поверхностью. Также  уменьшается эффективность экранов при  их установке по обе стороны магистрали. Взаимное отражение звука от поверхностей экранов приводит к снижению эффективности на 5 дБА. В этом случае применяются специально  разработанные  экраны-стенки с  звукопоглощающим покрытием.
     Стоимость экранов-стенок достаточно  высока и поэтому из-за сокращения затрат на строительство, даже в ущерб здоровью, от них зачастую отказываются. В два-три раза дешевле экранов-стенок валы. Для их устройства используют излишки земли. В теле валов устраивают гаражи для личного транспорта, пропускают  коллекторы и т.д. Облицовка поверхности вала бетонными  или каменными элементами позволяет  увеличить крутизну откосов  вала и тем самым сократить занимаемую им площадь.
     Проведение озеленительных работ на поверхности таких экранов-валов, а также их  использование в совокупности с экраном-стенкой, позволит  получить шумозащитную конструкцию с очень высокими акустическими  показателями и с  эстетической точки зрения более приемлемую.
     Шумозащитные дома. Существует два типа таких домов, различающихся по способу защиты от шума:
    дома со специальными архитектурно-планировочными решениями;
    дома, имеющие окна и балконные двери с повышенной звукоизолирующей способностью.
     Возможны и комбинационные решения, объединяющие оба типа защиты.
     Архитектурно-планировочные решения в домах первого типа предусматривают ориентацию окон основных жилых помещений в  сторону акустической тени. В  сторону источников  шума ориентированы окна подсобных  помещений  квартир, помещений	внеквартирных  коммуникаций, а также не более одной комнаты общего пользования в многокомнатных квартирах. По условиям эффективной шумозащиты внутриквартальной застройки, шумозащитные дома строятся  не ниже 9-и этажей. 
     Основной трудностью	в проектировании шумозащитных домов является требование	обеспечения  нормативной  инсоляции. Это связано с тем, что для  жилых помещений  требуется более протяженный  фронт окон, чем  для  подсобных и вспомогательных помещений, особенно при наличии большого количества многокомнатных квартир. Одним из решений этого вопроса является создание  квартир с помещениями в нескольких уровнях. Также такие дома имеют достаточно жестко определенную ориентацию окон, что затрудняет их повсеместное использование в  примагистральной застройке. 
     Решением вопросов такой ситуации может явиться применение шумозащитных домов второго типа, т.е. в которых проведены дополнительные мероприятия по повышению	звукоизоляции ограждающих  конструкций. 


1.4. Зеленые насаждения как мера защиты от городского шума
 
     При рассмотрении архитектурно-строительных мер борьбы с шумом в городской застройке  (п.1.3) не была затронута роль зеленых насаждений в формировании акустического климата  на  селитебной территории. С экологической  точки зрения роль  зеленых насаждений трудно переоценить: очистка и обеззараживание воздуха, обогащение его кислородом и, наконец, создание комфортных психологических условий.
     Однако, зеленые насаждения можно  рассматривать и как  своеобразную преграду распространению шума, правда обладающую определенными специфическими свойствами.
     В нашей стране был проведен ряд исследований шумозащитных свойств зеленых насаждений (ШСЗН) С.П.Алексеевым (1933), К.Н.Шапшневым (1980-61), П.И.Леушиным (1934), В.А.Осиным, Б.Г.Прудниковым, М.М.Болхови-тиной, Г.П.Берфиной, А.В.Городковым, В.В.Цыганковым, В.И.Поляковым и др. (1976-2001г.). В этих работах нашло подтверждение положение о том, что зеленые насаждения могут использоваться как средство для борьбы с шумом, обладающее свойствами акустической преграды: звукопоглощением, отражением, изоляцией [6, 13, 14, 29, 79, 117].
     В нашей стране научно-исследовательские работы по определению шумозащитных свойств зеленых насаждений начали проводиться с середины 30-х  годов, сначала в Москве С.П.Алексеевым (1933), а затем в Ленинграде К.Н.Шапшневым и П.И.Леушиным (1934). Многие работы по изучению шумозащитных свойств зеленых насаждений (ШСЗН) были выполнены применительно к транспортным шумам.
     В работах С.П.Алексеева, посвященным изучению ШСЗН значительное место отводится адсорбирующему действию зеленых насаждений.
     Исследованием распространения шума в  смешанных насаждениях с различными типами крон и различной конструкции посадок занимался К.Н.Шапшнев (1939).
     Работы, выполненные	в  предвоенные годы,  важны прежде  всего своим принципиальным разрешением вопроса о  шумозащитной роли зеленых  насаждений. Следует также отметить, что многие авторы (В.А.Осин, Б.Г.Прудников, Е.П.Самойлюк, М.М.Болховитина) выполнившие исследования спустя 20-30 лет, т.е. в 50-60 годы подтвердили многие положения и выводы, сделанные К.Н.Шапшневым в 1936-1939 годах.
     В работах Осина (1961) на основе натурных исследований в условиях города  была  подтверждена закономерность  распространения шума в зеленых насаждениях с акустическими процессорами, происходящими в зеленых насаждениях: звукопоглощения, отражения и изоляции.
     Звук, попадая из  воздушной среды в крону зелени, переходит как бы в  другую среду, образованную листьями. Эта среда, обладая значительно большим, чем  воздух, акустическим сопротивлением, отражает и поглощает звуковую энергию, трансформирует ее в тепловую.
     В кроне дерева или кустарника звуковые волны отражаются от массы листовых пластин, рассеиваются вследствие различной ориентировки  листьев и их  густоты. Кроме того, потери звуковой энергии происходит за счет эластичности и смещения листовых пластинок, находящихся в упругих черешках.
     Листовая пластинка на черешке сравнима с массой на упругой подвеске, которая может приходить в соколебания с возбуждающей падающей волной, резонирующей собственной частотой элементарных колебательных систем "лист-черешок", за счет этого, как считает В.А.Осин, происходит поглощение звуковой энергии.
     Исследования в лабораторных условиях показали, что наибольшей звукопоглощающей способностью  из  четырех  испытуемых пород (при равных их объемах) обладает клен остролистый, далее тополь бальзамический, липа мелколистная и  самое меньшее звукопоглощение  было зафиксировано у ели колючей. Средние коэффициенты звукопоглощения соответственно исследованным породам составляют: 0,22; 0,15; 0,14; 0,11.
     Однако следует отметить, что	 методика определения коэффициентов звукопоглощения в акустических камерах применяемая В.А.Осиным несовершенна, т.к. автором исследовались ветви растений, развешенные по проволоке, что не может в достаточной мере соответствовать структуре строения кроны исследуемых деревьев. Кроме того, ветви, отделенные от дерева, лишенные питания с течением достаточно короткого промежутка времени теряют свои биологические, а следовательно, и акустические свойства.
     Поэтому значения полученных коэффициентов можно считать весьма относительными.
     Основное требование к зеленым насаждениям в отношении их шумозащитных качеств – это плотность их лиственного или хвойного покрова. Высота деревьев должна быть не менее 7 м, т.е. возраст деревьев 15-20 лет. Причем высокие деревья наиболее эффективно ослабляют звуки низких частот, деревья средней величины - звуки средних  частот, кустарники - звуки высоких частот (И.Л.Карагодина [61], В.А.Осин [79], Г.П.Берфина[13]).
     Итоги иностранных  многолетних натурных исследований шумозащитных свойств растительности (Ф.Брюкмейер [121], Х.Барнер [122], Ф.Майстер и В.Рурхберг [132, 133]), безусловно, следует признать плодотворными. Особо следует выделить работы Ф.Майстера и В.Рурхберга.
     В.Лунц  указывает [69], что суммарная  эффективность защитных полос озеленения почти не возрастает с увеличением ширины озеленения от 20 до 40 метров. Используя потери энергии при размещении растений на пути распространения звуковых волн и полагая, что дифрагирующие волны, попадая на большую поверхность, будут иметь большое затухание, т.е. необходимо посадки  расчленить. На защитной территории 50-75 м шириной, вместо одной сплошной противошумовой полосы следует размещать 2-3 полосы, с разрывами между  ними не менее высоты насаждения. В этом случае звуковая энергия будет гаситься за счет прохождения ее через среды различных плотностей. Кроме того, как и считает В.Лунц, уровень  шума уменьшится вследствие отражения от зеленых экранов (ряда полос) и распространения его по зеленым коридорам  (подкроновое  пространство). Действие дифрагирующих звуковых лучей при нескольких полосах также будет значительно уменьшено. Ч.......................