close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Любин Дмитрий Алексеевич. Оценка шумовой нагрузки урбанизированной территории (на примере города Орел)

код для вставки
2
3
АННОТАЦИЯ
Выпускная
квалификационная
работа
изложена
на
68
страницах
машинописного текста и состоит из введения, трех глав, заключения, списка
литературы. Работа включает 13 таблиц, 19 рисунков. Список литературы
включает 26 источников.
Шумовое загрязнение, автотранспорт, городская среда, железнодорожный
транспорт, атмосферный воздух, воздействие на человека, шумомер.
Тема: «Оценка шумовой нагрузки урбанизированной территории (на
примере города Орел)».
Предмет исследования: шумовой фон.
Цель
исследования:
проанализировать
шумовую
нагрузку
урбанизированной территории (на примере города Орел).
Для достижения поставленной цели использовали следующие методы:
анализ литературных данных по данной проблеме, наблюдение, описание,
измерение, а также математические методы.
В работе рассмотрены основные источники шумового загрязнения
окружающей среды, нормирование и классификация шумов, воздействия шума на
организм человека, расчет и оценка шумовой нагрузки.
4
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................. 5
Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ЗАЩИТА ОТ ЕГО
ВОЗДЕЙСТВИЯ ..................................................................................................................................... 7
1.1 Физическая характеристика шума .............................................................................................. 7
1.2.Источники шумового загрязнения окружающей среды ........................................................... 8
1.2.1. Влияние автотранспорта на городскую среду ................................................................... 8
1.2.2. Влияние объектов железнодорожного транспорта ......................................................... 15
1.3.Нормирование и измерение шума ............................................................................................ 18
1.4.Классификация шумов ............................................................................................................... 19
1.4.1.Неакустические шумы ........................................................................................................ 21
1.4.2.Подводные шумы ................................................................................................................ 22
1.4.3.Цвета шума .......................................................................................................................... 22
1.5.Воздействие шумового загрязнения на человека .................................................................... 25
1.5.1.Проявления шумовой болезни ........................................................................................... 29
1.5.2.Предельно допустимые уровни шума для населения ...................................................... 32
1.5.3.Мероприятия по снижению воздействия шумового загрязнения .................................. 34
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .................................................................. 37
2.1. Расчёты шумовых характеристик ............................................................................................ 37
2.2. Расчёт автотранспортной нагрузки ......................................................................................... 46
2.3. Приборы исследования ............................................................................................................. 48
Глава 3. ОЦЕНКА ШУМОВОЙ НАГРУЗКИ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ(НА
ПРИМЕРЕ ГОРОДА ОРЕЛ) ................................................................................................................ 56
3.1. Характеристика состояния шумовой нагрузки города .......................................................... 56
3.1.1. Оценка автотранспортной нагрузки на территории г.Орла ........................................... 56
3.1.2. Расчет шумовых характеристик транспортных потоков ................................................ 60
на территории г.Орла ................................................................................................................... 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................................... 66
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................................................... 67
5
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Шум является одной из факторов вредного воздействия на
здоровье человека и окружающую среду. Шумовое загрязнение возникает в
результате недопустимого превышения уровня звуковых колебаний сверх
природного фона. В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и
непродолжителен.
Естественные
природные
звуки
на
экологическом
благополучии человека не отражаются. Было установлено что, шумы природного
происхождения, такие как тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса,
легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку и благотворно
воздействуют на него: успокаивают, снимают стрессы. Но естественные звучания
голосов природы становятся все более редкими, исчезают совсем или
заглушаются антропогенными источниками шума в городах.
С экологической точки зрения в естественных условиях шум становится не
просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим
последствиям
для
человека.
Шум
в
больших
городах
сокращает
продолжительность жизни человека. По данным австралийских исследователей,
шум на 30% является причиной старения горожан, сокращая продолжительность
жизни на 8—12 лет [10].
Воздействие шума на человека определяется уровнем (интенсивностью) и
высотой звуков, составляющих шум, а также продолжительностью его
воздействия [23].
Источником шума является любой процесс, вызывающий местное
изменение давления или механические колебания в твердых, жидких или
газообразных средах. Действие его на организм человека связано главным
образом с применением оборудования, механизацией и автоматизацией трудовых
процессов, переходом на большие скорости при эксплуатации различных станков
и агрегатов. Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием
городского транспорта возросла интенсивность шума на автодорогах и быту,
поэтому как не благоприятный фактор он приобрел большое социальное
6
значение. Таким образом, проблема борьбы с шумом в городе приобретает все
большую остроту и является актуальной.
Объект
исследования:
транспортные магистрали урбанизированных
территорий.
Предмет исследования: шумовой фон.
Цель
исследования:
проанализировать
шумовую
нагрузку
урбанизированной территории (на примере города Орел).
Задачи исследования:
1. анализ литературных, статистических, картографических, методических и
законодательных материалов;
2. оценить автотранспортную нагрузку на улицах города;
3. оценить и проанализировать шумовую нагрузку на улицах города Орла,
4. провести сравнительный анализ шумовой нагрузки в разных районах
города,
5. выявить
закономерности
динамики
шумовой
нагрузки
в
урбанизированнойсреде и здоровья населения,
6. предложить рекомендации по защите от шумового загрязнения в городской
среде.
Методы исследования: анализ литературных данных по данной проблеме,
наблюдение, эксперимент, измерение, а также математические методы
7
Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ЗАЩИТА
ОТ ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
1.1 Физическая характеристика шума
Шумом называются беспорядочные колебания различной физической
природы, отличающиеся сложностью временных и спектральных характеристик.
Шум
один
из
факторов
физического
загрязнения
окружающей
среды.
Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям,
однако в современной науке оно было распространено и на другие виды
колебаний (радио-, электричество)[30].
Человек всегда жил в мире звуков. Рядом с ним шумели леса, плескались
волны, гремел гром и свистел ветер. Голоса природы господствовали в
окружающей среде. По мере развития человеческой цивилизации в нашу жизнь
врывается все больше звуков, многие из которых разрушающе действуют. И вот
возникла проблема шума и заявила о себе в полный голос. В наши дни люди,
борющиеся против шумового загрязнения среды, сосредотачивают свое внимание
главным образом на аэропортах. Но не менее сложной представляется и проблема
«шумоизоляции» проезжей части. Шум беспокоит все большее количество людей.
Во многих странах людей беспокоит отсутствие тишины в стенах собственного
дома. Например, громкая музыка поздно вечером, сигнализация и громкие гудки
машин.
Один из самых шумных городов мира считается египетская страна Большой
Каир, в котором проживает 12 миллионов человек, то есть почти четверть
населения всей страны. Уровень шума в крупнейшем городе Африки и Ближнего
Востока составляет 90дБ, а на главных улицах города доходит до 100 дБ. Это
грозит обитателям города необратимым нарушением слуха и заболеваниями
сердца
В различных странах понятие «шум» определяется по-разному. В Мексике
шумом считается «всякий звук, который является раздражающим и вредным для
людей». В некоторых других странах считается, что шум превышает допустимый
уровень, если «нарушает покой человека и причиняет ему неудобство». Вот
8
определение шума, взятое из Советского Энциклопедического Словаря: Шум это
беспорядочные
звуковые
колебания
разной
физической
природы,
характеризующиеся случайным изменением амплитуды, частоты. В быту - звуки,
мешающие восприятию речи, музыки, отдыху, работе [6].
Уровни шума измеряются в единицах, выражающих степень звукового
давления. Они связаны с именами двух известных ученых - А.Г. Белла,
изобретателя телефона, и Генриха Герца, немецкого физика. В Беллах или чаще, в
децибелах
измеряется
относительная
громкость
звука.
Децибел-
это
десятикратный логарифм отношения интенсивности звуковой энергии к ее
значению. Также звук измеряют и в Герцах. Гц- это единица Си частоты, равная
частоте периодического процесса при котором за время 1 секунду совершается
один цикл периодического процесса (например 1 колебание).
Дело в том, что человеческое ухо обладает чрезвычайно большим
диапазоном чувствительности - от 20 дБ до 120 дБ, что соответствует энергии в 10
раз [27].
1.2.Источники шумового загрязнения окружающей среды
Как и любое загрязнение окружающей среды, шум чаще всего возникает
там, где высока концентрация населения. Автомобильное движение – основной
источник шума на городских улицах. Оборудование, применяемое при
строительстве и ремонте домов и дорожных покрытий, промышленные
предприятия, звуковая реклама, автомобильные сигналы и многие другие
источники звука увеличивают уровень шума на улицах.
В самих домах электрические устройства, кондиционеры, телевизоры,
радио,
проигрыватели
и
магнитофоны
нередко
являются
источниками
повышенных шумов [20].
1.2.1. Влияние автотранспорта на городскую среду
Один из основных источников шума в городе - автомобильный транспорт,
интенсивность движения которого постоянно растет. Наибольшие уровни шума
90-95
дБ
отмечаются
на
магистральных
улицах
городов
со
средней
интенсивностью движения 2-3 тыс. и более транспортных единиц в час (Таблица
9
1).
Таблица 1 – Интенсивность шума транспортных средств
Вид транспорта
Интенсивность шума, дБ
легкового автомобиля
65 — 80
автобуса
80 — 85
грузового автомобиля
80 — 90
мотоцикла
90 — 95
моторной лодки
90 — 95
поезда метро
90 — 95
обычного поезда
95—100
самолета на взлете
11..0—130
крупного реактивного самолета
155 — 160
Автомобильный транспорт занимает важное место в единой транспортной
системе страны. Он перевозит более 80% народнохозяйственных грузов, что
обусловлено
высокой
маневренностью
автомобильного
транспорта,
возможностью доставки грузов «от двери до двери» без дополнительных
перегрузок в пути, а, следовательно, высокой скоростью доставки и сохранностью
грузов. Большая протяженность автомобильных дорог обеспечивает возможность
их повсеместной эксплуатации при значительной провозной способности.
Высокая мобильность, способность оперативно реагировать на изменения
пассажиропотоков ставят автомобильный транспорт «вне конкуренции» при
организации местных перевозок пассажиров. На его долю приходится почти
половина пассажирооборота. Автомобильный транспорт сыграл огромную роль в
формировании современного характера расселения людей, в распространении
дальнего туризма, в территориальной децентрализации промышленности и серы
10
обслуживания. В то же время он вызвал и многие отрицательные явления:
ежегодно с отработавшими газами в атмосферу поступают сотни миллионов тонн
вредных веществ; автомобиль один из главных факторов шумового загрязнения;
дорожная сеть, особенно вблизи городских агломераций, «съедает» ценные
сельскохозяйственные
земли.
Под
влиянием
вредного
воздействия
автомобильного транспорта ухудшается здоровье людей, отравляются почвы и
водоёмы, страдает растительный и животный мир [12].
По отчетам центров Госсанэпиднадзора в больших городах и городах где
проходят крупные автомагистрали и железнодорожные линии, а также вблизи
аэропортов акустическая обстановка на территории жилой застройки и в жилых
домах продолжает ухудшаться. Весьма не благоприятна в этом отношении
обстановка в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург и др.), где значительная
часть жилого фонда не отвечает санитарно-эпидемиологическим нормативам по
уровню шума, и превышение по нормативам достигает 20дБ и более.
Шум в жилой зоне города подразделяется на внемикрорайонный,
микрорайонный (квартальный) и внутридомовый. Источники этих шумов
чрезвычайно
разнообразны.
Это
транспорт
города
(автомобильный;
мототранспорт — мотоциклы, мопеды и пр.; электротранспорт — трамваи,
троллейбусы, наземные линии метро; водный — мотолодки, катера); транспорт
внешний (железнодорожные поезда; авиационный; водный — причалы, порты и
пр.); промышленные предприятия; учреждения культуры, искусства, отдыха
(концертные эстрады, танцевальные площадки, кинотеатры и пр.); спортивные и
игровые площадки; детские дошкольные и школьные учреждения; устройства
вертикального транспорта (лифты, мусоропроводы); санитарно-техническое
оборудование квартир (водопровод и канализация); электробытовая техника
(пылесосы, стиральные машины, миксеры и др.); акустическая радио- и
видеоаппаратура (магнитофоны, приемники, телевизоры, телефон, музыкальные
центры и пр.) и др.[7].
Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и
характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от
11
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 в пределах до 10 дБ.
Автомобильный парк, являющийся одним из основных источников
загрязнения окружающей среды, сосредоточен, в основном, в городах. Если в
среднем в мире на 1 км2 территории приходится пять автомобилей, то плотность
их в крупнейших городах развитых стран в 200-300 раз выше. Во всех странах
мира продолжается концентрация населения в крупных городских агломерациях.
С развитием городов и ростом городских агломераций всё большую актуальность
приобретает своевременное и качественное обслуживание населения, охрана
окружающей
среды
от
негативного
воздействия
городского,
особенно
автомобильного, транспорта. В настоящее время в мире насчитывается 300 млн.
легковых, 80 млн. грузовых автомобилей и примерно 1 млн. городских автобусов.
Автомобили сжигают огромное количество ценных нефтепродуктов, нанося
одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере.
Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных и
крупнейших городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и
загрязняется вредными компонентами отработавших газов. Согласно данным
статистики в США, все виды транспорта дают 60% общего количества
загрязнений, поступающих в атмосферу, промышленность 17%, энергетика 14%,
остальные 9% приходятся на отопление зданий и других объектов и уничтожение
отходов. Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чём не
выявляются так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил
человеку жизнь, с другой отравляет её в самом прямом смысле слова.
Специалисты установили, что один легковой автомобиль ежегодно поглощает из
атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработавшими
газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг
различных углеводородов. Если помножить эти цифры на 400 млн. единиц
мирового парка автомобилей, можно представить себе степень угрозы, таящейся в
12
чрезмерной автомобилизации. Увеличение количества взвешенной в воздухе и
осевшей на поверхности пыли объясняется повышенным износом асфальтового
покрытия автомобильных дорог вследствие применения ошипованных шин. Во
многих крупных городах мира очень остро стоит проблема городского
транспорта.
Транспортные потоки растут вместе с ростом городов из-за стихийного, не
подчинённого
рациональному
планированию
размещения
жилых
и
промышленных зон. Распространение пригородного образа жизни ведёт к
увеличению числа частных автомобилей. Их потоки, затопляющие уличную сеть
(отнюдь на них не рассчитанную), делают передвижение по городу в часы «пик»
мучительно медленным.
Для ускорения передвижения сооружают грандиозные дорогостоящие
системы скоростных автомобильных трасс, получившие наиболее широкое
развитие в США и Японии. В стремлении сократить затраты средств на
приобретение земельных участков японские инженеры проложили значительную
часть таких трасс на мощных железобетонных опорах вдоль русл рек и каналов.
Там, где эстакады скоростных автотрасс идут по суше, их опоры местами
подняты на высоту 20-25 метров, а пролеты переброшены прямо над кровлями
домов. Эти инженерные решения подкупающе смелы, они вошли новым
элементом в городской ландшафт. Однако, «собирая» движение с окружающих
территорий, скоростные дороги лишь на какое-то (обычно недолгое) время
решают
транспортную
проблему
города.
Вскоре
и
эти
могучие
коммуникационные каналы оказываются переполненными. Общий хаос, причина
которого
невозможность
рационально
регулировать
и
территориально
упорядочить социальные и экономические процессы, оказывается сильнее самых
смелых инженерных решений. В Японии из-за небольших размеров территории
на единицу площади приходится в 5 раз больше автомобилей, чем в США.
В результате такой концентрации автотранспорта загрязнение воздуха
достигло критического уровня. Регулировщики уличного движения в центре
Токио работают в кислородных масках, сменяются каждые 2 часа и проходят
13
«реанимацию» специальных боксах, куда накачивается очищенный воздух.
Существует много технических и планировочных приёмов выравнивания
транспортной нагрузки на магистральной сети города. Прежде всего, следует
равномерно размещать основные зоны приложения труда и жилые районы, а
также места отдыха и центры культурно-бытового обслуживания.
Одновременно наиболее загруженные участки транспортной сети можно
дублировать новыми линиями. Магистральные улицы в городах составляют
примерно 20-30% общей протяженности всех улиц и проездов. На них
сосредотачивается до 60-80% всего автомобильного движения, то есть магистрали
в среднем загружены примерно в 10-15 раз больше, чем остальные улицы и
проезды [7].
Создание в городе сети магистралей скоростного движения позволяет
существенно увеличить скорости общественного транспорта и легковых
автомобилей, повысить её пропускную способность, сократить число дорожнотранспортных происшествий, изолировать жилые районы и общественные центры
от
концентрированных
потоков
транспортных
средств.
Но
магистраль
скоростного движения дорогостоящее сооружение. Строительство её может быть
эффективно только на направлениях, обеспечивающих мощные и устойчивые
транспортные потоки с относительно большой в пределах города дальностью
поездок, при которой ощутим выигрыш от увеличения скорости движения.
Поэтому такие магистрали строят лишь в крупных городах с полицентрической
структурой и растянутой территорией.
При строительстве и реконструкции городов проектировщики стремятся
ограничить
количество
автомобилей,
въезжающих
в
городские
центры,
разрабатывают новые системы регулирования уличного движения, сводящих к
минимуму возможность образования транспортных пробок. Это очень важно,
потому что, останавливаясь и потом, снова набирая скорость, автомобиль
выбрасывает в воздух в несколько раз больше вредных веществ, чем при
равномерном движении.
В промышленном городе обычно высок процент грузового транспорта на
14
магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей,
особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к повышению
уровней шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории
городов тяжелый шумовой режим.
Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не
только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки. Так, в
зоне наиболее сильного воздействия шума находятся части кварталов и
микрорайонов, расположенных вдоль магистралей общегородского значения
(эквивалентные уровни шума от 67,4 до 76,8 дБ). Уровни шума, замеренные в
жилых комнатах при открытых окнах, ориентированных на указанные
магистрали, всего на 10-15 дБ ниже.
Акустическая
показателями
характеристика
шумности
транспортного
автомобиля.
Шум,
потока
производимый
определяется
отдельными
транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима
работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного
покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность
эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя. Шум от двигателя
резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение
автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива,
при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй
скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при
движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость
движения гасится за счет торможения двигателем до момента включения ножного
тормоза.
За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом,
увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе
приобретает все большую остроту [7].
Суммарный шум от больших транспортных потоков достигает высокого
уровня (90 — 95 дБА) и стоит на магистралях почти круглосуточно. От
транспортного шума страдают прежде всего жители городов, а также поселков,
15
находящихся вблизи крупных автомагистралей, железнодорожных путей и
станций, морских и речных портов, аэродромов, автопредприятий. За последние
100 лет уровень повседневного шума, например в Германии, вырос в 7 раз .
Уровень шума в домах вдоль главных магистралей Москвы достигает 60
дБА. Самые шумные места в Москве на Садовом кольце. В часы пик шум от
трамваев превышает 77 дБА.
В настоящее время в ряде стран законами установлены предельно
допустимые уровни шума для предприятий, отдельных машин, транспортных
средств. Например, приняты международные нормы, согласно которым к
эксплуатации на международных линиях допускаются самолеты, генерирующие
шум не выше 112 дБА днем и 102 дБА ночью.
Европейской
соответствующие
экономической
международные
комиссией
нормы,
ООН
определяющие
вырабатываются
уровни
шума,
производимые автомобильными транспортными средствами. Начиная с моделей
1985 г. максимально допустимые уровни шума составляют: для легковых автомобилей 80 дБА, автобусов и грузовых автомобилей в зависимости от массы и
вместимости соответственно от 81 до 85 и от 81 до 88 дБА.
За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом,
увеличился на 12-14 дБ. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе
приобретает всё большую остроту.
В
последние
годы
отмечается
непрерывное
повышение
шумового
фонагородов, основным источником которого является транспорт, на который
приходится 60-80% всех шумовых проявлений[1].
1.2.2. Влияние объектов железнодорожного транспорта
Железнодорожный транспорт оказывает воздействие на окружающую среду
всех климатических зон и географических поясов местности. Дана оценка
влияния обьектов железнодорожного транспорта на окружающую среду.
Экологические
преимущества
железнодорожного
транспорта
состоят
главным образом в значительно меньшем количестве вредных выбросов в
атмосферу на единицу выполненной работы. Основным источником загрязнения
16
атмосферы являются отработавшие газы дизелей тепловозов. В них содержатся
окись углерода, окись и двуокись азота, различные углеводороды, сернистый
ангидрид, сажа. Содержание сернистого ангидрида зависит от количества серы в
дизельном топливе, а содержание других примесей - от способа его сжигания, а
также способа наддува и нагрузки двигателя.
Высокое содержание вредных примесей в отработавших газах дизелей при
работе в режиме холостого хода обусловлено не только плохим смешиванием
топлива с воздухом, но и сгоранием топлива при более низких температурах. [21]
Шум от поездов вызывает негативные последствия, выражающиеся прежде
всего в нарушении сна, ощущении болезненного состояния, в изменении
поведения, увеличении употребления лекарственных препаратов и т. д.
Нарушение сна может иметь различные формы: удлинение периода засыпания,
пробуждения во время сна, ухудшение качества сна, т. е. переход от глубокого
сна к более легкому, поверхностному. Мгновенные прерывания сна учащаются с
увеличением частоты и силы звука. При равном акустическом показателе шум от
поездов вызывает в 3 раза меньше нарушений сна, чем шум от автомобилей. На
сон влияет не только уровень шума, но и число его источников.
Восприятие шума поездов зависит от общего шумового фона. Так, на
заводских окраинах городов он воспринимается менее болезненно, чем в жилых
кварталах. Шум от вокзалов и особенно сортировочных станций вызывает более
негативные последствия, чем шум от обычного движения поездов.
Шум железной дороги заглушает человеческий голос, он мешает при
просмотре и прослушивании теле- и радиопередач. Как показали результаты
анкетирования, шум поездов в большей степени препятствует восприятию речи,
чем шум от автомобильного движения. Это объясняется, прежде всего,
продолжительностью шумового эффекта, вызываемого движением поезда. Шум
может стать причиной стрессового состояния, характеризующегося повышением
активности центральной и вегетативной нервной систем. О приближении
пассажирского и тем более грузового поезда известно задолго до его появления по шуму, знакомому всем перестуку колес, железному лязгу. Через города и
17
поселки, по берегам тихих рек, заповедным местам днем и ночью идут составы. И
это отнюдь не благотворно воздействует на людей, животный мир природы и
даже на ее растительный наряд.
Исследователями получены характеристики шумов всех категорий поездов
в зависимости от скорости и интенсивности их движения, данные по шуму
грузовых дворов и станций, депо, тяговых подстанций и других объектов
железнодорожного транспорта.
Шум поезда слагается из шума локомотива и вагонов. При работе
тепловозов наибольший шум отмечается у выпускной трубы двигателя, где
уровни звукового давления достигают 100–110 дБА. Даже на расстоянии 50 м от
оси крайнего пути наружный шум тепловоза составляет 83– 89 дБА.
Основным источником шума вагонов являются удары колес на стыках и
неровностях рельсов, а также трение поверхности катания и гребня колеса о
головку рельса. Качение колес по сварному рельсу без выбоин и волнообразного
износа приводит к образованию шума в широком диапазоне частот. При этом
уровни и частотный спектр шума зависят от состояния рельсового пути и колес, а
также от возбуждаемых в них колебаний. Дефекты поверхности рельсов
вызывают вибрации и удары, снижают устойчивость рельсов и верхнего строения
пути в целом, приводят к износу подвижного состава и повышению уровня шума
на величину до 15 дБА. Стыки рельсов вызывают ударный шум с повышением его
уровня до 10 дБА. К таким же результатам приводят различные неровности,
выбоины и нарушения кривизны поверхности катания и гребня колес. При
движении в кривых малого радиуса иногда возникают скрежущие шумы. Такие
же шумы наблюдаются и при пользовании дисковыми тормозами.
Существенное значение имеют шумы, вызываемые работой двигателей
локомотивов. Шум, создаваемыйэлектровозом, обычно не превышает уровень
шума, производимого вагонами. Наиболее шумящими агрегатами являются
вентиляторы. Тепловозы, двигатели которых оборудованы глушителями на
впускных и выпускных трубопроводах и звукоизолирующими покрытиями, не
вызывают значительных шумов.
18
Шумы возникают также от ударов в ходовых частях, от дребезжания
тормозных тяг, колодок, автосцепки и др.
При движении поезда со скоростью 70 –80 км/ч по рельсам, уложенным на
деревянных шпалах, звуковое давление у колес составляет 125–130 дБ, а по
рельсам, лежащим на железобетонных шпалах, - всего на 1– 2 дБ больше. В
зависимости от скорости движения шум возрастает в среднем для пассажирских
поездов на 0,37 дБ, для грузовых на 0,3 дБ и для локомотивов на 0,23 дБ при
увеличении скорости на 1 км/ч. Уровни звука от пассажирских, грузовых и
электропоездов при скорости движения 50–60 км/ч составляют 90– 92 дБА.
Высокий уровень и среднечастотный характер колесного шума поезда по
санитарной оценке весьма неблагоприятны и требуют эффективных мер его
снижения. Однако применяемые на практике методы и приемы пока не дают
заметного эффекта. Так, общее снижение шума в результате укладки
бесстыкового пути и установки резиновых прокладок между рельсами и шпалами
составляет всего 6–12 дБА. В то же время волновой износ рельсов повышает шум
на 20 дБА. Резиновые прокладки в колесах на железнодорожном транспорте не
применяются [8].
1.3.Нормирование и измерение шума
Для количественной оценки шума используют усредненные параметры,
определяемыми
характеристик
на
основании
шума
статистических
законов.
Для
применяютсяшумомеры,частотные
измерения
анализаторы,
коррелометры и др. Уровень шума чаще всего измеряют вдецибелах.
При нормировании шумовых характеристикрабочих мест, как правило,
регламентируют общий шум на рабочем месте независимо от числа источников
шума в помещениях и характеристик каждого в отдельности. В условиях
производства в большинстве случаев технически трудно снизить шум до очень
малых уровней, поэтому при нормировании исходят не из оптимальных
(комфортных), а из терпимых условий, т.е. таких, когда вредное действие шума на
человека не проявляется или проявляется незначительно.
19
Допустимые шумовые характеристики рабочих мест в нашей стране
регламентируются ГОСТ 12.1.003-83 "Шум. Общие требования безопасности" и
СН 9-86 РБ 98 "Шум на рабочих местах. Предельно допустимые уровни".При
постоянном шуме на рабочем месте нормируется уровень звукового давления (в
дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500,
1000, 2000, 4000, 8000 Гц при непрерывном действии шума не менее 4 ч за
рабочую смену. Для ориентировочной оценки шумовой характеристики рабочих
мест (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимых мер
для шумопоглощения и др.) допускается за шумовую характеристику рабочего
места при постоянном шуме принимать уровень звука в дБ, измеряемый по шкале
А шумомера (уровень звука дБА). Нормируемыми параметрами непостоянного
шума на рабочих местах являются эквивалентный (по энергии) уровень звука в
дБА и максимальный уровень звука.
ПДУ должны приниматься для тонального и импульсного шума, а также
для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха,
вентиляции или воздушного отопления на 5 дБ меньше значений, указанных в
нормах.
Максимальный уровень звука для колеблющегося и прерывистого шума
не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума – 125 дБА. Запрещается
даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звука или уровнем
звукового давления в любой октавной полосе свыше 135 дБА (дБ) [16].
1.4.Классификация шумов
Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и
частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный
воспринимаемый звук.

По спектру (стационарные и нестационарные).

По характеру спектра (широкополосный шум с непрерывным
спектром шириной более 1 октавы; тональный шум, в спектре которого имеются
выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос
частот превышает остальные не менее чем на 7 дБ).
20

По частоте (Гц) (низкочастотный (<400 Гц), среднечастотный (400—
1000 Гц), высокочастотный (>1000 Гц)).

По
временным
характеристикам
(постоянный;
непостоянный,
который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый, импульсный).

По
природе
возникновения
(механический,
аэродинамический,
гидравлический, электромагнитный).
Стационарныйшум—шум,
который
характеризуется
постоянством
средних параметров: интенсивности (мощности), распределения интенсивности
по спектру (спектральная плотность), автокорреляционной функции.
Практически наблюдаемый шум, возникающий в результате действия
многих отдельных независимых источников (например, шум толпы людей, моря,
производственных станков, шум вихревого воздушного потока, шум на выходе
радиоприёмника и др.), является квазистационарным.
Классической моделью стационарного шума являетсябелый шум.
Нестационарный шум—шум, длящийся короткие промежутки времени
(меньшие, чем время усреднения в измерителях).
К таким шумам относятся, например, уличный шум проходящего
транспорта, отдельные стуки в производственных условиях, редкие импульсные
помехи в радиотехникеи т. п.
Механический шум возникает в результате работы различных механизмов
с неуравновешенными массами вследствие их вибрации.
Аэродинамическийшумобразуется
при
движении
воздуха
по
трубопроводам, вентиляционным системам.
Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний
элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника и пр.) под
влиянием переменных магнитных полей.
Гидродинамический шум является следствием процессов, которые
происходят в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока и т. д.)
[5].
21
1.4.1.Неакустические шумы
Радиоэлектронные
шумы-
случайные
колебаниятоковинапряженийв
радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии
электронов
в
электровакуумных
приборах
(дробовой
шум,фликкер-шум),
неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда
(электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового
движения носителей тока в проводниках (тепловой шум), теплового излучения
Земли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звёзд, межзвёздной среды и
т. д. (шумы космоса).
Дробовой шум -
беспорядочные флуктуации напряжений и токов
относительно их среднего значения в цепях радиоэлектронных устройств,
обусловленные дискретностью носителей электрического заряда —электронов.
Грубо говоря, прибытие каждого электрона сопровождается всплеском тока в
цепи.
В отличие оттеплового шума, вызванного тепловым движением электронов,
дробовой шум не зависит оттемпературы.
Дробовой
шум
проявляется, например,
в
виде
акустического
шума
в
динамикерадиоприёмника, в виде «снега» на экране телевизора, «травки» на
радиолокационном отметчике и т.п.
Дробовой шум — основная составляющая внутренних шумов большинства
радиоэлектронных устройств, которые приводят к искажению слабыхполезных
сигналови ограничивают чувствительность усилителей.
Термин «дробовой шум» (а такжедробовой эффект) возник в связи с тем,
что благодаря ему в громкоговорителе, подключённом к выходу усилителя или
радиоприёмника,
появляется
акустический
шум,
напоминающий
шум
сыплющихся дробинок.
Фликкер-шум– электронныйшум, наблюдаемый практически в любых
электронных устройствах; его источниками могут являться неоднородности в
проводящей среде, генерация и рекомбинация носителей заряда в транзисторах и
т. п. Обычно упоминается в связи с постоянным током.
22
Фликкерный шум имеет спектррозового шума, поэтому его иногда так и
называют. Однако следует различать розовый шум, как математическую модель
сигнала определённого вида, и фликкерный шум, как вполне определённое
явление в электрических цепях.
Тепловой шум(илиджонсоновский) — равновесныйшум, обусловленный
тепловым движением носителей заряда в проводнике, в результате чего на концах
проводника возникает флуктуирующаяразность потенциалов. Тепловой шум
возникает в любомпроводникеэлектрического тока и связан с хаотичным
движением подвижных носителей заряда, в результате которого на контактах
образца появляются флуктуации напряжения. Реактивные цепи не имеют
теплового шума.
Шумы космоса—шумытеплового излученияЗемлии земной атмосферы, а
также планет,Солнца, звезд, межзвездной среды и т.д.По своим характеристикам
эти шумы похожи натепловые шумы, наблюдаются на частотах 15 МГц и выше.
Основные источники таких шумов -Солнце, крупные звездные скопления (в т.ч.
центры галактик),квазары. Сюда же относятся радиошумы, возникающие при
сгоранииметеоровв
атмосфере.Реликтовое
излучениетакже
относится
к
космическим шумам[8].
1.4.2.Подводные шумы
В последнее время появились данные, что мощные двигатели кораблей и
подводных лодок, и особенногидролокаторыи сонарысильно мешают подводным
обитателям, пользующимся гидролокационным способом общения и поиска
добычи. Особенно страдают некоторые видыкитовидельфинов.
Некоторые необъяснимые ранее случаи массовой гибели китов, их
«выбрасывания на берег» теперь нашли объяснение. В ряде случаев явление
может
быть
связано
с
военными
учениями,
в
ходе
которыхмлекопитающиеглохнут, и теряют способность ориентироваться [17].
1.4.3.Цвета шума
Цвета
шума
—
система
терминов,
видамшумовыхсигналовопределённыецветаисходя
приписывающая
из
некоторым
аналогии
23
междуспектромсигнала
произвольной
природы
(точнее,
его
спектральной
плотностьюили, говоря математически, параметрами распределенияслучайного
процесса) и спектрами различных цветоввидимого света. Эта абстракция широко
используется
в
отраслях
техники,
имеющих
дело
сшумом(акустика,электроника,физикаи т. д.).
Цветовые соответствия различных типов шумового сигнала определяются с
помощью
графиков
(гистограмм)
спектральной
плотности,
то
есть
распределениямощностисигнала почастотам.

Белый шум. Белый шум— это сигнал с равномерной спектральной
плотностью на всех частотах и дисперсией, равной бесконечности. Является
стационарным случайным процессом. Другими словами, такой сигнал имеет
одинаковую мощность в одинаковой полосе частот любой части диапазона. К
примеру сигнал полосой в 20 герц между 40 и 60 герц имеет такую же мощность,
что и сигнал полосой 20 Гц между 4000 и 4020 герц. Неограниченный по частоте
белый шум возможен только в теории, так как в этом случае его мощность
бесконечна. На практике сигнал может быть белым шумом только в ограниченной
полосе частот.

Розовый
шум.Он
является
равномерно
убывающим
влогарифмической шкалечастот. Например, мощность сигнала в полосе частот
между 40 и 60 герц равна мощности в полосе между 4000 и 6000 герц.
Спектральная плотность такого сигнала по сравнению с белым шумом затухает на
3децибелана
каждуюоктаву.
Пример
розового
шума
—
звук
пролетающеговертолёта. Розовый шум обнаруживается, например, в сердечных
ритмах, в графикахэлектрической активности мозга, в электромагнитном
излучении космических тел. Иногда розовым шумом называют любой шум,
спектральная плотность которого уменьшается с увеличением частоты.

Броуновский (красный, коричневый) шум на низких частотах шум
имеет больше энергии, чем на высоких. Энергия шума падает на 6 децибел на
октаву. Акустический красный шум слышится как приглушённый, в сравнении с
белым или розовым шумом. Может быть получен путем интегрирования белого
24
шума, а также с помощью алгоритма, симулирующего броуновское движение.
Спектр красного шума зеркально противоположен спектру фиолетового. На слух
броуновский шум воспринимается более «тёплым», чем белый. Иногда (обычно в
текстах,
переведенных
с
английского
языка)
этот
шум
называют
такжекоричневым, слепо переводя фамилиюРоберта Броуна(Brown) на русский —
причем
с
английского,
хотя
Броун
был
шотландцем.
Впрочем,коричневыйикрасный цветаспектрально весьма близки. Однако в
английской Википедии "коричневый" также указан одним из названий данного
шума, наряду с броуновским и красным. Коричневый шум не назван в честь
спектра мощности, что предполагает коричневый цвет, а, скорее в честь
броуновского движения. Красный шум описывает форму спектра мощности, с
розовым находясь между красным и белым. Также известен как шум случайных
блужданий или шум пьяной ходьбы.

Синий шум. Синий шум — вид сигнала, чья спектральная плотность
увеличивается на 3 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность
увеличивается с ростом частоты, и, аналогично белому шуму, на практике он
должен быть ограничен по частоте. На слух синий шум воспринимается более
резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать
розовый шум; их спектры зеркальны.

Фиолетовый шум. Фиолетовый шум — вид сигнала, чья спектральная
плотность увеличивается на 6 дБ на октаву. То есть его спектральная плотность
пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он
должен быть ограничен по частоте. Фиолетовый шум получается, если
продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально
противоположен спектру красного.

Серый шум. Терминсерый шумотносится к шумовому сигналу,
который имеет одинаковую субъективную громкость для человеческого слуха на
всём диапазоне воспринимаемых частот. Спектр серого шума получается, если
сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. В спектре серого шума
виден большой «провал» на средних частотах, однако человеческий слух
25
субъективно воспринимает серый шум как равномерный по спектральной
плотности (без преобладания каких-либо частот). Американский глоссарий
Федерального стандарта 1037C по телекоммуникациям даёт определения белому,
розовому, синему и чёрному шуму.
Существуют и другие, «менее официальные» цвета:

Оранжевый шум. Оранжевый шум — квазистационарный шум с
конечной спектральной плотностью. Спектр такого шума имеет полоски нулевой
энергии, рассеянные по всему спектру. Эти полоски располагаются на частотах
музыкальных нот.

Красный шум. Красный шум — может быть как синонимом
броуновского или розовогошума, так и обозначением естественного шума,
характерного для больших водоёмов — морей и океанов, поглощающих высокие
частоты. Красный шум слышен с берега от отдалённых объектов, находящихся в
океане.

Зелёный шум. Зелёный шум — шум естественной среды. Подобен
розовому шуму с усиленной областью частот в районе 500 Гц.

Чёрный шум. Термин «чёрный шум» имеет несколько определений:
тишина. Используется для моделирования различных природных процессов.
Считается характеристикой "природных и искусственных катастроф, таких как
наводнения, обвалы рынка и т. п. "; ультразвуковой белый шум (с частотой более
20 кГц), аналогичный т. н. «черному свету» (с частотами слишком высокими,
чтобы его можно было воспринимать, но способному воздействовать на
наблюдателя или приборы); шум, спектр которого имеет преимущественно
нулевую энергию за исключением нескольких пиков [23].
1.5.Воздействие шумового загрязнения на человека
Под шумом обычно подразумевается нежелательный звук. Воздействие
шума на человека может иметь различные последствия в зависимости от уровня
шума (Рисунок 1).
Слабый шум преимущественно мешает понимать речь или вызывает
раздражение. По мере усиления шума этот эффект усиливается, и, в дополнение,
26
могут возникать физиологические последствия влияния шума на слух в виде
тугоухости и/или звона в ушах.
Рисунок 1 Примеры звукового давления шума от различных
источников
Считается, что уровень звукового давления ниже 65-70 дБ в октавной
полосе частот не вызывает никакого временного сдвига порога слышимости вне
зависимости от частоты или продолжительности воздействия шума. Начиная от
минимального уровня шума, вызывающего временный сдвиг порога слышимости,
и до уровня 120 дБ SPL, временный сдвиг порога слышимости увеличивается
почти пропорционально продолжительности воздействия шума и его уровню.
Стандартизованные критерии риска ухудшения слуха, вызванного шумом,
представлены
в
стандарте
ISO
1999
(международная
организация
по
стандартизации, 1990). Эти критерии риска основаны на уровнях звукового
давления, определяемых по шкале А шумомера для получения данных, реально
отражающих риск повреждения внутреннего уха.
Шум оказывает губительное воздействие на здоровье человека. Шум
приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнение
различных видов работ. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от
технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему
(ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению
27
обмена
веществ,
возникновению
сердечно-сосудистых
заболеваний,
язвы
желудка, гипертонических болезни.
Уровень
шума,
способный
вызвать
потерю
слуха,
зависит
от
продолжительности воздействия. На основе допущения зависимости доза-эффект,
критический уровень дозы для возникновения тугоухости из-за воздействия шума
установлен равным 80 дБ(A) при продолжительности воздействия 8 часов в день.
Однако индивидуальная чувствительность к воздействию шума различается в
очень широких пределах, и для некоторых людей даже такая доза может быть
опасной. Согласно принципу равноэнергетического воздействия увеличение
уровня на 3 дБ вдвое уменьшает допустимую продолжительность воздействия. Из
этого следует, что при уровне шума 110 дБ(A) максимальная экспозиция
составляет 28 секунд. В случае коротких импульсных звуков пиковый уровень,
независимо от общей энергии, может вызвать безвозвратный сдвиг порога
слышимости.
Человек способен воспринимать звуковые сигналы частотой от 20 до 20 000
Гц. Однако большинство людей не могут слышать звуки с частотой, достигающей
20 000 Гц, из-за естественного ухудшения слуха с возрастом или, из-за вследствие
шумового воздействия. Наиболее важный частотный диапазон, требуемый для
восприятия речи, лежит в границах 125-8000Гц.
Интенсивность
звука
слухового
восприятия
человека
ограничена
диапазоном от 0 дБ до приблизительно 140 дБ. Острота слуха в этом диапазоне
зависит от частоты и максимальна для звуков с частотой около 4 000 Гц.
Частотный диапазон речи также относится к той полосе частот, где острота слуха
человека максимальна. Уровень шума измеряется в децибелах ( дБ ; dB ) [2].
Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Когда
речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяют состоянию
органа слуха, так как слуховой анализатор в первую очередь воспринимает
звуковые колебания и поражение его является адекватным действию шума на
организм. Наряду с органом слуха восприятие звуковых колебаний частично
может осуществляться и через кожный покров рецепторами вибрационной
28
чувствительности. Имеются наблюдения, что люди, лишенные слуха, при
прикосновении к источникам, генерирующим звуки, не только ощущают
последние, но и могут оценивать звуковые сигналы определенного характера.
Возможность восприятия и оценки звуковых колебаний рецепторами
вибрационной чувствительности кожи объясняется тем, что на ранних этапах
развития организма они осуществляли функцию органа слуха. В дальнейшем, в
процессе эволюционного развития, из кожного покрова сформировался более
дифференцированный орган слуха, который постепенно совершенствовался в
реагировании на акустическое воздействие.
Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые исследователи
объясняют травмирующим действием шума на периферический отдел слухового
анализатора - внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную
локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального
(кортиева) органа. Имеется мнение, что в механизме действия шума на орган
слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое
при
отсутствии
достаточного
отдыха
приводит
к
истощению
звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав.
Некоторые авторы склонны считать, что длительное воздействие шума вызывает
стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха, которые
являются непосредственной причиной последующих изменений в лабиринтной
жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элементах спирального
органа.
В патогенезе профессионального поражения органа слуха нельзя исключить
роль ЦНС. Патологические изменения, развивающиеся в нервном аппарате
улитки при длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере
обусловлены переутомлением корковых слуховых центров.
Механизм профессионального снижения слуха обусловлен изменениями
некоторых биохимических процессов. Так, гистохимические исследования
спирального органа у подопытных животных, содержавшихся в условиях
воздействия шума, позволили обнаружить изменения в содержании гликогена,
29
нуклеиновых кислот, щелочной и кислой фосфатаз, янтарной дегидрогеназы и
холинэстеразы. Приведенные сведения полностью не раскрывают механизм
действия шума на орган слуха. По-видимому, каждый из указанных моментов
имеет определенное значение на каком-то из этапов поражения слуха в результате
воздействия шума.
Возникновение неадекватных изменений и ответ на воздействие шума
обусловлено
анализатора
обширными
с
анатомо-физиологическими
различными
отделами
нервной
связями
системы.
слухового
Акустический
раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового анализатора,
вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового отдела, но и
других органов [4].
1.5.1.Проявления шумовой болезни
Основным признаком воздействия шума является снижение слуха по типу
кохлеарного неврита. Профессиональное снижение слуха бывает обычно
двусторонним.
Стойкие изменения слуха вследствие воздействия шума, как правило,
развиваются медленно. Нередко им предшествует адаптация к шуму, которая
характеризуется нестойким снижением слуха, возникающим непосредственно
после его воздействия и исчезающим вскоре после прекращения его действия.
Начальные проявления профессиональной тугоухости чаще всего встречаются у
лиц со стажем работы в условиях шума около 5 лет. Риск потери слуха у
работающих при десятилетней продолжительности воздействия шума составляет
10% при уровне 90 дБ (шкала А), 29% -- при 100 дБ (шкала А) и 55% -- при 110 дБ
(шкала А).
Адаптация к шуму рассматривается как защитная реакция слухового
анализатора
на
акустический
раздражитель,
а
утомление
является
предпатологическим состоянием, которое при отсутствии длительного отдыха
может привести к стойкому снижению слуха. Развитию начальных стадий
профессионального снижения слуха могут предшествовать ощущение звона или
30
шума в ушах, головокружение, головная боль. Восприятие разговорной и
шепотной речи в этот период не нарушается.
Важным диагностическим методом выявления снижения слуха считают
исследование
функции
слухового
анализатора
с
помощью
тональной
аудиометрии. Последнюю следует проводить спустя несколько часов после
прекращения действия шума.
Характерным для начальных стадий поражения слухового анализатора,
обусловленного воздействием шума, является повышение порога восприятия
высоких
звуковых
частот
(4000--8000
Гц).
По
мере
прогрессирования
патологического процесса повышается порог восприятия средних, а затем и
низких частот. Восприятие шепотной речи понижается в основном при более
выраженных стадиях профессионального снижения слуха, переходящего в
тугоухость.
Особое
место
обусловленные
в
патологии
воздействием
органа
слуха
сверхинтенсивных
занимают
шумов
и
поражения,
звуков.
Их
кратковременное действие может вызвать полную гибель спирального органа и
разрыв барабанной перепонки, сопровождающиеся чувством заложенности и
резкой болью в ушах. Исходом баротравмы нередко бывает полная потеря слуха.
В производственных условиях такие случаи встречаются чрезвычайно редко, в
основном при аварийных ситуациях или взрывах.
Функциональные нарушения деятельности нервной и сердечнососудистой
системы развиваются при систематическом воздействии интенсивного шума,
развиваются
преимущественно
по
типу
астенических
реакций
и
астеновегетативного синдрома с явлениями сосудистой гипертензии. Указанные
изменения нередко возникают при отсутствии выраженных признаков поражения
слуха. Характер и степень изменений нервной и сердечно-сосудистой системы в
значительной
мере
зависят
от
интенсивности
шума.
При
воздействии
интенсивного шума чаще отмечается инертность вегетативных и сосудистых
реакций, а при менее интенсивном шуме преобладает повышенная реактивность
нервной системы.
31
В неврологической картине воздействия шума основными жалобами
являются головная боль тупого характера, чувство тяжести и шума в голове,
возникающие к концу рабочей смены или после работы, головокружение при
перемене
положения
тела,
повышенная
раздражительность,
быстрая
утомляемость, снижение трудоспособности, внимания, повышенная потливость,
особенно при волнениях, нарушение ритма сна (сонливость днем, тревожный сон
в ночное время). При обследовании таких больных нередко обнаруживают
снижение возбудимости вестибулярного аппарата, мышечную слабость, тремор
век, мелкий тремор пальцев вытянутых рук, снижение сухожильных рефлексов,
угнетение глоточного, небного и брюшных рефлексов.
Отмечается легкое нарушение болевой чувствительности. Выявляются
некоторые
функциональные
вегетативно-сосудистые
и
эндокринные
расстройства: гипергидроз, стойкий красный дермографизм, похолодание кистей
и стоп, угнетение и извращение глазосердечного рефлекса, повышение или
угнетение
ортоклиностатического
рефлекса,
усиление
функциональной
активности щитовидной железы. У лиц, работающих в условиях более
интенсивного шума, наблюдается снижение кожно-сосудистой реактивности:
угнетаются реакция дермографизма, пиломоторный рефлекс, кожная реакция на
гистамин.
Изменения сердечнососудистой системы в начальных стадиях воздействия
шума носят функциональный характер. Больные жалуются на неприятные
ощущения в области сердца в виде покалываний, сердцебиения, возникающие при
нервно-эмоциональном напряжении. Отмечается выраженная неустойчивость
пульса и артериального давления, особенно в период пребывания в условиях
шума. К концу рабочей смены обычно замедляется пульс, повышается
систолическое
функциональные
и
снижается
шумы
в
диастолическое
сердце.
На
давление,
электрокардиограмме
появляются
выявляются
изменения, свидетельствующие об экстракардиальных нарушениях: синусовая
брадикардия, брадиаритмия, тенденция к замедлению внутрижелудочковой или
предсердно-желудочковой проводимости. Иногда наблюдается наклонность к
32
спазму капилляров конечностей и сосудов глазного дна, а также к повышению
периферического сопротивления. Функциональные сдвиги, возникающие в
системе кровообращения под влиянием интенсивного шума, со временем могут
привести к стойким изменениям сосудистого тонуса, способствующим развитию
гипертонической болезни.
Изменения нервной и сердечнососудистой систем у лиц, работающих в
условиях шума, являются неспецифической реакцией организма на воздействие
многих раздражителей, в том числе шума. Частота и выраженность их в
значительной мере зависят от наличия других сопутствующих факторов
производственной среды. Например, при сочетании интенсивного шума с нервноэмоциональным напряжением часто отмечается тенденция к сосудистой
гипертензии. При сочетании шума с вибрацией нарушения периферического
кровообращения более выражены, чем при воздействии только шума.[2]
1.5.2.Предельно допустимые уровни шума для населения
В основу гигиенически допустимых уровней шума для населения положены
фундаментальные физиологические исследования по определению действующих
и пороговых уровней шума. В настоящее время шумы для условий городской
застройки нормируют в соответствии с Санитарными нормами допустимого шума
в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки
(№ 3077-84) и Строительными нормами и правилами II 12-77 «Защита от шума».
Санитарные нормы обязательны для всех министерств, ведомств и
организаций,
проектирующих,
строящих
и
эксплуатирующих
жилье
и
общественные здания, разрабатывающих проекты планировки и застройки
городов, микрорайонов, жилых домов, кварталов, коммуникаций и т.д., а также
для
организаций, проектирующих, изготавливающих
и
эксплуатирующих
транспортные средства, технологическое и инженерное оборудование зданий и
бытовые приборы. Эти организации обязаны предусматривать и осуществлять
необходимые меры по снижению шума до уровней, установленных нормами
[11,12] .
Для защиты людей от вредного влияния городского шума необходима
33
регламентация его интенсивности, спектрального состава, времени действия и
других параметров. При гигиеническом нормировании в качестве допустимого
устанавливают такой уровень шума, влияние которого в течение длительного
времени
не
вызывает
изменений
во
всём
комплексе
физиологических
показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем
организма.
Нормативы предельно допустимых уровней шума устанавливаются на
уровне, который обеспечивает сохранение здоровья и трудоспособности людей,
охрану растительного и животного мира, благоприятную для жизни окружающую
природную среду.
Допустимые
уровни
шума
при
эксплуатации
техники,
которая
сопровождается повышенным уровнем шума (с максимальным уровнем звука
более 85дБА), не должен создавать шум на территории, непосредственно
прилегающей к жилым зданиям (Таблица 2) [19].
Автомобиль не должен создавать внешний шум выше следующих уровней:
с полной массой до 3500 кг ………………………..77 дБа;
с полной массой свыше 3500 кг ……………………83 дБа;
с полной массой свыше 12000 кг
с двигателем мощностью 146 кВт и выше …………84 дБа.
Таблица 2- Допустимые уровни шума, создаваемые внешними источниками на
территории, непосредственно прилегающей к жилым зданиям
Время
суток
Уровни звукового давления, дБа, в октавных полосах
частот со среднегеометрическими частотами, Гц
LАэкв LАmax
дБА
дБа
43
55
70
33
45
60
31,5
63
125
250
500 1000 2000 4000 8000
с 7 ч.
90
75
66
59
54
50
47
45
с 23 ч
83
67
57
49
44
40
37
35
Примечание: LАmax - максимальный уровень звука, LАэкв– эквивалентный (по
энергии) уровень звука.
34
1.5.3.Мероприятия по снижению воздействия шумового загрязнения
Для защиты от шума при проектировании железных дорог необходимо
предусматривать в городах обходные линии для пропуска транзитных грузовых
поездов без захода в город, размещать сортировочные станции за пределами
населенных пунктов, а технические станции и парки резервного подвижного
состава - за пределами селитебной территории. Вне этой территории должны
проходить железнодорожные линии для грузовых перевозок и подъездные пути.
При новом строительстве требуется отделять железнодорожные линии и
станции от жилой застройки городов и других населенных пунктов разрывами.
Предусмотренные нормами санитарные разрывы 100 м в городах и 50 м в
поселках от железнодорожных линий до жилой застройки недостаточны.
Сортировочные, пассажирские и грузовые станции должны находиться от жилой
зоны на расстоянии не менее 300 м.
Интересен опыт строительства гаражей вдоль железнодорожной линии с
целью защиты от шума. Например, в Караганде вдоль железнодорожного полотна
построено
немало
частных
гаражей
ленточного
типа.
Благодаря
этому
уменьшилось воздействие шума на прилегающие селитебные территории,
повысилась безопасность движения вследствие уменьшения заходов на путь в
неустановленных
местах.
Кроме
того,
гаражи
препятствуют
появлению
стихийных свалок, нестандартных ограждений.
При установке шумопоглощающих экранов вдоль железной дороги на
расстоянии 2,5 м от оси пути, имеющих минимальную высоту 1,5 м и
шумопоглощающее покрытие на внутренней стороне, уровни шума проходящих
поездов могут быть снижены на 10 дБА на расстоянии до 100 м. К сожалению, на
больших городах этот метод мало используется.
Изгороди, деревья и другие посадки приводят к аналогичному эффекту при
достаточной ширине посадок. В соответствии с расчетами полоса зеленых
насаждений шириной 50 м снижает уровень шума на 5 - 10 дБА.
35
Исследование генерирования и способов уменьшения шума от движущегося
подвижного состава имеет большое значение в решении проблемы защиты
окружающей среды.
Совершенствование конструкций подвижного состава сопровождается
понижением уровня шума. Так, эксплуатировавшиеся ранее пассажирские поезда
при скорости 130 км/ч на стыковом пути создавали шум, уровень которого
достигал 92 дБА на расстоянии 25 м от пути. Пассажирский поезд «Тулпар» с
вагонами фирма «Тальго» при скорости 160 км/ч на бесстыковом пути создают
шум 89 дБА, так как корпуса вагонов выполнены из дюралюминия. Вагон фирмы
«Тальго» легкий и бесшумный, в салоне, несмотря на скорость, гораздо тише, чем
в обычном поезде. Кроме того, вагоны имеют обтекаемую форму и низкий
профиль. Их высота на 60 см ниже по сравнению с обычными электропоездами,
что значительно снижает шум, возникающий при движении.
Снижение шума в источнике его возникновения может быть достигнуто на
железнодорожном транспорте:

заменой звеньевого пути бесстыковым с упругими прокладками между
рельсами и шпалами;

проведением комплекса работ, обеспечивающих снижение шума от
локомотивов и вагонов;

заменой пневматических горочных замедлителей гидравлическими;

переоборудованием системы громкоговорящего (паркового) оповещения
другими видами связи;

уменьшением числа подаваемых звуковых сигналов;

ограждением железнодорожных путей;

строительством переездов в двух уровнях и т. д.
Несмотря на исследования по изысканию возможности уменьшения шума
тепловозов в основном его источнике - двигателе, эффективные пути пока не
найдены. Снижение общего шума от тепловозов имеет место уже после
применения некоторых средств по вибро - и шумопоглощению в различных
источниках. Такими средствами являются глушители на выпуске газов,
36
виброизоляция
двигателя
и
всех
вспомогательных
механизмов,
более
совершенная конструкция рессорного подвешивания, щиты и колпаки для
частичной звукоизоляции верхних и боковых поверхностей дизеля, кожуха для
компрессоров, воздуходувок и вентиляторов и др.
Практика показала, что весьма эффективным средством защиты населения
от шума является строительство вдоль железнодорожного полотна объектов
промышленного и хозяйственного назначения. Так, после того как вокруг одной
из
сортировочных
станций
были
возведены
производственные
корпуса,
практически прекратились жалобы жителей на шум, производимый железной
дорогой. На станциях внедрены автоматические справочные установки, шире
стали применять переносные радиостанции [22,25].
37
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Расчёты шумовых характеристик
Основными характеристиками шума внешних источников следует считать:
для транспортных потоков - эквивалентный уровень шумаL экв, дБА;
для железнодорожного (Таблица 6), водного и авиационного транспорта эквивалентный и максимальный уровень шума L экв, дБА,L мах, дБА; для
промышленных, автотранспортных предприятий, сортировочных станций, депо,
речных вокзалов и других стационарных пространственных источников эквивалентный и максимальный уровни на границе территории L экв, дБА,L мах,
дБА.
Количественные
значения
величины
шумовых
характеристик
определяются: натурными измерениями; расчетным путем.
Для интеграции материалов по изучению источников шума и обеспечения
их наглядности целесообразно картографирование источников с нанесением
значений уровней звука. Такой графический материал принято называть картой
шума.
Натурные измерения проводятся по стандартной методике ГОСТ 23337-78.
Согласно ГОСТу уровни шума измеряются одновременно в опорной точке, а
также на территории за зданиями, в разрывах между ними в2 мот наружных
ограждающих конструкций. Транспортные шумы - в эквивалентных уровнях,
причем уровень звука в опорной точке – в7,5 мот оси первой полосы движения
автомобилей на высоте1,2 мот уровня земли. Транспортные шумы фиксируются
на магнитной ленте или определяются непосредственно по шумомеру,
включенному в положение коррекции А. В первом случае обработка полученных
данных производится с помощью статистического метода в октавных или
третьоктавных полосах частот и по кривой коррекции А. В последнее время
широко
применяются
интегрирующиешумомеры,
позволяющие
оценить
эквивалентный уровень звука за определенный период времени непосредственно
38
со шкалы прибора. Полученные данные могут быть использованы для оценки
акустического режима на территории [29].
Выполнение карты шума необходимо начать с выбора точек измерения
вблизи от источников шума. Так как доминирующим по времени звучания и
интенсивности шума является городской автотранспорт, то при выборе пунктов
измерения следует максимальное число точек привязать к транспортным
магистралям.
Выбор конкретных районов и точек в плане города должна проводить
санитарно-эпидемиологическая служба с участием проектных и архитектурных
организаций.
Выбор и количество точек измерений на той или иной магистрали
определяется ее длиной, количеством перекрестков и их типом,профилем улиц,
составом потока и т.д., точка измерения выбирается в середине перегона при
отсутствии уклона, в противном случае - со стороны подъема транспорта. Следует
учитывать расположение объектов с повышенными требованиями шумового
режима лечебные учреждения, школы, детские сады, ясли, места отдыха. Точки
измерения необходимо привязывать к местам расположения этих объектов [9].
При наличии источников шума железнодорожного (Таблица 6, 7), речного
транспорта измерения проводятся в нескольких точках вдоль основного пути
движения и на различных расстояниях от него.
При определении характеристик авиационного транспорта необходима
серия измерений во время взлета и посадки самолета, при пролете авиатранспорта
с обязательной регистрацией частоты полетов.
Промышленные предприятия относятся к комплексным источникам шума,
состоящим из отдельных точечных, плоскостных и линейных источников. Если
промышленное предприятие занимает достаточно большую площадь и состоит из
многочисленных источников, то его шумовую характеристику представляют в
виде эквивалентных уровней по контуру предприятия.
39
Количество точек измерения выбирается в зависимости от типа застройки
(Таблица 4), расположения железной дороги и авиалиний, шага магистральной
сети и т.д.
Представленные после обработки натурных измерений значения уровней
шума составляют карту источников шума.
Метод натурных измерений шумовой характеристики обычно определяет ее
зависимость от конкретных физических условий в данной городской среде. При
прогнозировании
шумовые
характеристики
следует
выявлять
расчетным
путем.Поправка к эквивалентному уровню, учитывающие характеристики
пути(Таблица 3).
Шумовой
характеристикой
являетсяL Аэкв.дБА,
определяемый
потоков
расчетным
автомобильного
путем
в
транспорта
зависимости
от
интенсивности движения в течение 8 ч наиболее шумного периода дневного
времени,
доли
грузового
и
общественного
транспорта
в
потоке,
средневзвешенной скорости потока, а также с учетом трамвая в потоке,
геометрических характеристик пути, разделительной полосы и т.д.«Рисунок 2».
Рисунок 2 - Номограмма для определения шумовой
характеристикиL Аэквтранспортных потоков V- средневзвешенная скорость
потока;ρ- состав потока;N- интенсивность движения[24]
40
Таблица 3 - Поправка к эквивалентному уровню, учитывающие
характеристики пути
Влияющий фактор
Продольный уклон, %
Численная величина поправки, дБА.
-3
-2
-1
0
+1
+2
+3
+4
-
-
-
0
2
4
6
8
3-7
3
-
-
-
-
Разделительная полоса, 15- 7-15
м
30
Число полос движения
-
-
8
6
4
2
-
-
асфальтобетон
-
-
-
10-80 -
-
-
-
железобетон,
-
-
-
10-40 40-60 60-80 Свыше -
Материал покрытия при
средней
скорости
движения, км/ч
цементобетон
брусчатый камень
80
-
-
-
-
10-20 20-40 40-60
60-80
-
-
-
10
30
40
-
-
-
-
Добавляется
-
-
одной категории
-
-
-
-
-
-
Добавляется
различных категорий
-
-
-
-
-
Добавляется
булыжный камень
20
Перекрестки:
регулируемый
эстакадное пересечение
улиц
-
Таблица 4 - Поправка к эквивалентному уровню, учитывающая тип застройку
41
Численная
величина
поправки
зданиями
при
разрывах между зданиями, м
Тип застройки
более 30
от 30 до 20
от 20 до 10
менее 10
более 50
-
-
-
-
от 40 до 50
-
+1
+1
+1
от 30 до 40
+1
+2
+2
+3
от 20 до 30
+2
+3
+4
+5
от 10 до 20
+4
+5
+6
+7
6-12
+1
+2
+3
+3
12-25
+1
+1
+2
+2
25-40
-
-
+1
+1
более 40
-
-
-
-
Двусторонняя, при ширине
улицы
между линиями
застройки, м:
Односторонняя,
расстоянии
при
от
линии
застройки до края проезжей
части, м:
Статистическая модель расчета описывается формулой
L Аэкв= 10lgN+ 13,3lg +8,4ρ±ΔА
гдеN- интенсивность движения;
- средневзвешенная скорость потока;
42
Ρ- процент грузового и общественного транспорта;
ΔА- сумма поправок[26].
Представленаномограмма (Рисунок 2), которой необходимо пользоваться
при расчете (Таблица3, 4). В местах пересечения магистральных улиц
характеристику средств автомобильного транспорта следует определять путем
энергетического суммирования.
Шумовой характеристикой потоков железнодорожных поездов является
эквивалентный уровеньL Аэкв, дБА на расстоянии25 мот оси железнодорожного
пути, ближайшего к расчетной точке.
Расчет шумовой характеристики железнодорожного потока выполняется по
формуле
гдеl a мах- максимальное значение уровня звука при прохождении единичного
поезда;
ΔL А l- поправка на длину состава;
ΔL А-
поправка
в
зависимости
от
скорости
движения.
ЗначенияL Аэкв.в зависимости от интенсивности движения приведены в таблицах
4, 5.
Шумовой
характеристикой
средств
водного,
транспорта
является
эквивалентный уровень шумаL Аэкв.,дБА на расстоянии25 мот борта судов в
зависимости от часовой интенсивности судоходства в течение 8 ч наиболее
шумного периода дневного времени суток. Значения эквивалентного потока судов
приведены в таблице 9.
Шумовой характеристикой трассы пролета самолета является приведенный
максимальный уровень звукаL А, дБА, определяемый расположением расчетной
точки от трассы, взлетно-посадочной полосы и этапа полета [28].
Таблица 5 Автотранспортные источники шума
43
Категория улиц и дорог
Число полос
Шумовая
движения
характеристика,
дБА
Магистральные дороги:
скоростные
8
83
6
82
8
80
6
79
6
76
4
75
2
72
4
74
2
72
8
80
6
79
6
78
4
76
2
73
4
76
2
73
промышленных
4
77
коммунальных
2
74
непрерывного движения
регулируемого движения
саморегулируемого движения
Магистральные улицы:
непрерывного движения
регулируемого движения
саморегулируемого движения
Дороги районов:
Таблица 6 Характеристика шума железнодорожных поездов
44
Интенсивность движения, экипажа/ч
Тип поездов
2
5
10
15
20
30
Пассажирские
86
90
93
95
96
98
Электропоезда
89
93
96
98
99
101
Грузовые
88
92
95
97
98
100
Таблица 7 Поправки к характеристике железнодорожного потока с учетом
скоростей движения, дБА
Численная величина поправки
Тип поездов
-15
Пассажирские
-10
-5
0
5
10
15
30
40
60
90
-
-
Электропоезда
30
-
40
60
80
100
-
Грузовые
-
30
-
0
100
-
-
L Amax=L Almax+ ΔL,
гдеL Almax- определяется в зависимости от этапа полета (Рисунок 2);
ΔL-поправка в зависимости от типов самолетов.
Расчетный эквивалентный уровеньАэквна местности при пролете нескольких
самолетов по трассе определяется по формуле
L Аэкв=LAmax+ Δ 2 - 25,
где Δ 2 - поправка, учитывающая интенсивность пролета и время воздействия
шума в зависимости от приведенного количества пролетов /N n/
45
Суммарное воздействие нескольких мобильных источников определяется
энергетическим суммированием эквивалентных уровней звука [26].
Стационарные источники шума на территории города весьма разнообразны
как по мощности, так и по спектру излучения. Шумовыми характеристиками
промышленных
предприятий,
теплоэлектростанций,
предприятий
по
обслуживанию средств транспорта, станций и других объектов автомобильного,
водного и железнодорожного транспорта, расположенных на селитебной
территории, является корректированный уровень звуковой мощностиL pAдБА и
максимальный корректированный уровень звуковой мощностиL pmaxдБА.
Промышленные предприятия рассматриваются как комплексные источники
шума,
состоящие
из
отдельных
условно-точечных
и
пространственных
излучателей. Шумовую характеристику предприятий целесообразно представлять
в виде эквивалентных уровней по контуру предприятия [3].
Рисунок 2 - Кривые приведенных максимальных уровней звука на
местности при взлете и посадке самолетов ВПП - взлетно-посадочная полоса; а удаление от начала разбегаl, км; б - удаление от торца BПП l , км, в - удаление от
начала разбега или посадочного торца ВПП
Расчетные уровни шума промышленных предприятий следует принимать из
паспортных данных уровней звука наиболее шумного оборудования или при
46
отсутствии этих сведений на основе натурных измерений в соответствии с ГОСТ
12.1.026-80, ГОСТ 12.1.028-80, ГОСТ 12.1.024-81, ГОСТ 12.1.025-81 [16].
Получение
шумовых
характеристик
различных
источников
дает
возможность графического представления на схематическом изображении города
наиболее шумоопасных мест, основных источников шума, численные величины
которых отображаются здесь же графическими приемами.
Карта источников шума служит основным материалом для расчета зон
шумового
загрязнения
и
определения
состояния
шумового
загрязнения
акустической среды (Рисунок 3).
Рисунок 3 Карта шума и зонирование по акустическим нагрузкам
2.2. Расчёт автотранспортной нагрузки
Методические рекомендации опираются на данные автоматизированного
банка дорожных данных АБДД «Дорога» о состоянии автомобильных дорог
федерального значения по прочности не более 2-х годичной давности.
Допустимые осевые нагрузки автотранспортных средств определяют на период
сезонного (весеннего) ограничения движения и систематизируют по отдельным
управлениям автомобильных дорог.
Таблица 8. Допустимые осевые нагрузки автотранспортных средств
47
Допустимая
нагрузка
Q_доп
на
каждую
ось
Коэффициент
транспортного средства при:
прочности
одиночной оси,
двухосной
трехосной
(тс)
тележке, (тс)
тележке, (тс)
1,09 - 1,14
12
10
9
1,05 - 1,08
11
9
8
1,00 - 1,04
10
8
7
0,94 - 0,99
9
7
6
0,88 - 0,93
8
6
6
0,81 - 0,87
7
6
5
0,71 - 0,80
6
5
4
0,60 - 0,70
5
4
3
0,50 - 0,59
4
3
3
* Коэффициент прочности соответствует результатам испытания дорожной
конструкции вертикальной нагрузкой , равной 50 кН (осевая нагрузка 10 тс)
Автомобильные дороги федерального значения разбиваются на характерные
участки по состоянию дорожной одежды протяженностью равной расстоянию
между узловыми точками, в которых возможно изменение маршрута движения:
- пункты учета интенсивности движения;
- пересечения и примыкания автомобильных дорог общего пользования;
- основные населенные пункты (республиканские, краевые, областные и
районные центры, города федерального, республиканского, краевого, областного
подчинения) [16].
48
На каждом характерном участке осуществляют анализ покилометровой
оценки коэффициентов прочности дорожной одежды. По полученным значениям
коэффициентов прочности определяют с точностью соответствующие им
допустимые осевые нагрузки автотранспортных средств, для одиночной оси
транспортного средства (Таблица 8).
За допустимую осевую нагрузку по характерному участку принимается
минимальная осевая нагрузка по результатам диагностики на данном участке
автомобильной дороги.
При этом не учитываются минимальные значения осевых нагрузок, если
протяженность участков, имеющих такие показатели, составляет менее 10% от
общей протяженности характерного участка.
При одинаковых допустимых осевых нагрузках на смежных характерных
участках - участки объединяются.
Пример определения значения допустимой осевой нагрузки:
Характерный участок - 100 км
8 км: 100 км = 0,8 х 100% = 8% или менее 10%, следовательно, минимальная
осевая нагрузка 5 тс не учитывается.
За допустимую осевую нагрузку принимается минимальная осевая нагрузка
- 6 тс. [18].
2.3. Приборы исследования
Назначение шумомера 2310S (Рисунок 4).Шумомер2310-SL предназначен
для измерения уровня шума в диапазоне от 30 дБ до 130 дБ с разрешением в 0,1
дБ на полосе частот 20 Гц … 8 кГц.
Особенности шумомера 2310 SL:
цифровойжк-индикатор (3 1/2) и
линейная шкала, регистрация МИН/МАКС значений, ручной выбор предела,
внешний выход преобразователя, противоударная накладка-держатель ( Таблица
8).
Таблица 8 Технические характеристики шумомера 2310 SL
49
Диапазон измерения
30…130 дБ (разрешение 0,1 дБ)
Частотный диапазон
конденсаторного типа с внешним диаметром
12,7 мм
Динамический диапазон
125 мс (быстрый режим), 1 с (медленный
режим)
Время измерения
A, C
Фильтры
3 1/2 разрядный ЖКИ
Экран
224 г
Вес
конденсаторного типа с внешним диаметром
12,7 мм
Рисунок 4Шумомер - 2310 SL.
Шумомер, измеритель шума (Soundlevelmeter) - используется для измерения
уровня звукового давления и широко применяется в исследованиях шумового
загрязнения для количественной оценки практически любого шума. Но наиболее
часто измеритель
шума,
или
шумомер,
применяется
в
экологических
исследованиях и авиационной промышленности [13].
Описание других моделей
Шумомер цифровой C.E.M. DT-805 (Рисунок 5):
Динамический диапазон
30-130 дБ
Диапазон измерений
Low 30-100 дБ; High 60-130 дБ
Основная погрешность
±1.5 дБ (при уровне звука 94 дБ, 1 кГц)
50
Частотные характеристики
А, С
Временные характеристики
Slow, Fast-ЖК индикатор с подсветкой
Кнопка
MAX/HOLD
Рисунок 5 - Шумомер цифровой C.E.M. DT-805.
Testo 815.(Рисунок 6)
Шумомер 2-го класса точности, с микрофоном, ветрозащитой и батарейкой.
Рисунок 6. Шумомер - Testo 815.
ШумомерVictor 824A.(Рисунок 7)
51
ШумомерVictor 824A применяется для исследования уровня шумана
заводах, в офисах, транспорте, в домашних условиях. Данный прибор
представляет собой высокоточный шумомер, с точностью до ± 1,5 дБ.
Пятиразрядный цифровой дисплей плюс аналоговая шкала:
Динамический диапазон
30~130 дБ
Частотный диапазон
31.5 Гц ~ 8.5 кГц
Диапазон измерений
30-80 дБ, 50-100 дБ, 60-110 дБ, 80-130
дБОсновная погрешность
±1.5 дБ (при уровне звука 94 дБ, 1 кГц
Разрешение
0.1 дБ
Частотные характеристики
А, C
Временные характеристики
Slow, Fast
Регистрация
MAX значений
Индикация выхода регистрируемого сигнала за верхнюю или нижнюю
границы
измеряемого
диапазона;
аналоговые
выходы
для
регистратора,
самописца, графопостроителя; габариты 220х67х32 (мм), вес 210 г; питание 9В
или адаптер (в комплект не входит); подсветка ЖК-дисплея.
Рисунок 7ШумомерVictor 824A.
Шумомер ВШВ-003.(Рисунок 8)
Измеритель шума, вибрации, инфразвука и ультразвука ВШВ-003.
Прибор
ВШВ-003 является малогабаритным, портативным измерительным
прибором и предназначен для измерения и анализа шума и вибрации в жилых
52
помещениях, производственных и полевых условиях и используется для
определения источников и характеристик шума и вибрации в местах нахождения
людей, при исследованиях и испытаниях машин и механизмов, при разработке и
контроле качества изделий.
Особенности шумомера :
Прибор
ВШВ-003
имеет
встроенные
фильтры
с
частотными
характеристиками А, В, С, а также полосовые фильтры: октавные и
третьоктавные,
позволяющие
проводить
классификацию,
измерение
и
определение нормируемых параметров и характеристик шума и вибрации в
соответствии с требованиями санитарных норм и стандартов безопасности труда.
Прибор ВШВ-003 поставляется в удобной для переноса сумке. Укомплектован
пьезоэлектрическими виброизмерительными преобразователями ДН-3-М1 и ДН4-М1, имеющими коэффициент преобразования соответственно 10 мВ с2/м и 1 мВ
с2/м,
и
конденсаторным
микрофоном
с
капсюлем
М-101,
имеющим
чувствительность 50 мВ/Па.
Рисунок 8Шумомер ВШВ-003
CENTER 320 – Шумомер.(Рисунок 9)
Основные характеристики CENTER 320: диапазон 30-130 дБ погрешность
плюс минус 1,5 дБ; фильтры А и С; динамический диапазон 50 дБ; полоса частот
31,5 Гц - 8 кГц; разрешение 0,1 дБ; быстрое и медленное измерение; вес 280 гр.
53
Рисунок 9 - CENTER 320 – Шумомер
MI 6301EU - Цифровой измеритель уровня звука.(рис. 11)
Основные характеристики MI 6301EU:
Metrel MI 6301 FonS– специализированный прибор для измерения и анализа
уровня звука класса 1 (комплект MI 6301 PR) или класса 2 (комплект MI 6301
EU). Прибор имеет два независимых измерительных канала, которые могут быть
настроены на различное частотное и временное взвешивание. С помощью
прибора может быть осуществлен октавный и третьоктавный спектральный
анализ звука. Помимо оптимального набора измерительных функций, прибор
имеет внутреннюю память, USB-интерфейс для связи с ПК и профессиональное
ПО, что обеспечивает удобство хранения, обработки и анализа результатов.
Отличительные особенности MI 6301 EU:
Измерение уровня звука датчиками звука класса 1(MI 6301 РR) или класса 2
(MI6301 EU) по двум независимым каналам измерения, с возможностью
настройки их на различное временное и частотное взвешивание. Октавный и
третьоктавныйспектральный анализ звука в соответствии со стандартом IEC
61260. Синхронное измерение и вычисление 19 параметров для анализа уровня
звука. Ветрозащитная насадка и пластиковый защитный экран обеспечивают
54
надежность измерений в случае наличия пыли или ветра, которые часто
присутствуют в производственных помещениях.
Встроенная память имеет 2-х уровневую структуру и рассчитана на 2000
измерений. ПО SoundLink LITE позволяет загружать результаты измерений из
прибора и представлять их в табличной форме. Опциональное ПО SoundLink PRO
предназначено для последующей обработки и анализа полученных результатов
измерений, представления их в виде таблиц и диаграмм и создания протоколов
измерений.
Размеры: 110 x 85 х 220 мм
Масса (без аксессуаров): 0,7 кг
Рисунок 10MI 6301EU - Цифровой измеритель уровня звука
TES-1358 - Акустический анализатор.(Рисунок 11)
Акустический анализатор с выходом на PC, для измерения спектральных уровней
в октавной и третьоктавной полосах частот в реальном времени. От 30 дБ до 130
дБ.
55
Рисунок 11TES-1358 - Акустический анализатор
Основные требования к этим приборам регламентированы ГОСТ 17187-81
«Шумомеры .Общие технические требования и методы испытаний».
Настоящий стандарт распространяется на шумомеры, применяемые для
измерения уровня звука, и устанавливает общие технические требования и
методы их испытаний. Стандарт не распространяется на индикаторы шума, не
требующие оценки уровня звука, измерители шумов в электрических трактах,
спектрометры и узкополосные анализаторы спектра. [10]
56
Глава 3. ОЦЕНКА ШУМОВОЙ НАГРУЗКИ УРБАНИЗИРОВАННОЙ
ТЕРРИТОРИИ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ОРЕЛ)
3.1. Характеристика состояния шумовой нагрузки города
3.1.1. Оценка автотранспортной нагрузки на территории г.Орла
Автотранспорт является одним из основных источников шума города Орла.
Исходными данными для расчета количества автомобилей являются: количество
единиц автотранспорта разных типов, проезжающих по выделенному участку
автотрассы в единицу времени.
Изучение шумовой нагрузки в городе Орле проводилось на улицах, где были
определены следующие точки наблюдения: улица 5 Августа (перекресток с улицей 1ая Курская), улица Приборостроительная (около гимназии № 19), железнодорожный
вокзал (привокзальная площадь).
Наблюдения проводились в разное время суток: утром (10 часов), днём (14
часов), вечером (18 часов) и ночью (21 час), в течение нескольких лет (2016-2017г.г.).
Первоначально подсчитывалось количество транспортных единиц (Таблица ), затем
измерялся уровень шума с помощью шумомераSEW 2310SL.
Проанализировав таблицу 9 можно сделать вывод об увеличении
в
весенний период количества легковых машин на улице 5 Августа и
Приборостроительная, что связано с улучшением климатических условий и
наступление дачного периода. А снижение автомашин наблюдается в зимний
период и незначительно осенью.
57
Таблица 9 Среднее количество автотранспорта на улицах города Орла
Тип автотранспорта
Среднее количество машин за день
осень 2016
зима 2016-2017
весна 2017
Улица 5 Августа
Грузовые
Легковые
Автобусы
Дизельные
306.75
397.5
843
1532.25
317.25
567.75
183
277.5
Улица Приборостроительная
Грузовые
Легковые
Автобусы
Дизельные
135.75
83.25
834
261.6
259.5
229.5
165.75
83.25
Железнодорожный вокзал
Грузовые
Легковые
Автобусы
Дизельные
33.75
328.5
163.5
44.25
420.75
1599
582.75
307.5
94.5
665.25
240.75
94.5
27.75
375
160.5
51.75
40.5
373.5
165
66
1800
1600
1400
1200
1000
весна
800
осень
зима
600
400
200
0
Грузовые
Легковые
Автобусы
Дизельные
Рисунок 12 - Автотранспортная нагрузка на улице 5 Августа
58
Количество автотранспорта в весенний и зимний периоды по улице 5
Августа (Рисунок 12)
значительно выше, чем в осенний, что связано с
пересечением и близостью расположения к основным магистралям.
900
800
700
600
500
зима
400
осень
весна
300
200
100
0
Грузовые
Легковые
Автобусы
Дизельные
Рисунок 13 - Автотранспортная нагрузка на улице Приборостроительная
Автотранспортная нагрузка по улице Приборостроительная (Рисунок 13)
показывает, что количество машин увеличивается в осенний и весенний периоды,
а снижется в зимний период.
400
350
300
250
зима
200
осень
150
весна
100
50
0
Грузовые
Легковые
Автобусы
Дизельные
Рисунок 14 - Автотранспортная нагрузка около железнодорожного вокзала
59
В районе железнодорожного вокзала (Рисунок 14) количество легковых
машин по сравнению с другими типами автотранспорта
значительно
увеличивается в весенний и зимний периоды, но немного снижается в осенний
период.
Что связано с непосредственной близостью с железнодорожным
вокзалом и большой проходимостью людей, а в весенний и летний период в
утренние часы наблюдается ярмарка сельскохозяйственной продукции.
Таблица 10. Уровни шумовой нагрузки на улицах г. Орла
Осень 2016
Зима 2016-2017
Весна 2017
Улица 5 Августа
76
74,4
72,5
Улица Приборостроительная
74
72
72,3
Железнодорожный вокзал
72
71,3
71,1
77
76
75
74
73
ул. 5 Августа
ул. Приборостроительная
72
ж/д вокзал
71
70
69
68
осень 2016 зима2016-2017
весна 2017
Рисунок 15 - Уровни шумовой нагрузки и количество автотранспорта на
улицах г. Орла
60
Таблица 10 показывает, что увеличение шума наблюдается в осенний и
зимний периоды, но показатели не превышают ПДУ.
Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод, о том, что
увеличение автотранспортной нагрузки наблюдалось на улице 5 Августа
весенний
и
зимний
периоды,
а
снижение
–
в
осенний.
На
в
улице
Приборостроительная и в районе железнодорожного вокзала максимальное
количество машин было в весенний и осенний период, а минимальное - в зимний.
В целом хочется отметить, что наименьшее количество автотранспорта
наблюдалось в районе железнодорожного вокзала, а наиболее оживленной
оказалась улица 5 Августа. Наиболее высокий уровень шумовой нагрузки
наблюдался осенью на всех исследуемых улицах. (Рисунок 15). А наиболее
низкий в весенний период, что связано
с наличием зеленой листвы,
выполняющей функцию звуко- и шумоизоляции.
3.1.2. Расчет шумовых характеристик транспортных потоков
на территории г.Орла
Как и любое загрязнение окружающей среды, шум чаще всего возникает
там, где высока концентрация населения. Автомобильное движение – основной
источник шума на городских улицах. Оборудование, применяемое при
строительстве и ремонте домов и дорожных покрытий, промышленные
предприятия, звуковая реклама, автомобильные сигналы и многие другие
источники звука увеличивают уровень шума на улицах.
За исследуемый период наиболее высокий уровень шума характерен для
улицы 5 Августа, среднесуточное значение составило 76 дБ . Второе место
занимает улица Приборостроительная –74,4 дБ (Таблица 11), третье –
Привокзальная площадь в районе железнодорожного вокзала–71.3 дБ. Но все
исследуемые уровни были в пределах нормы.
Наиболее низкий уровень шумовой нагрузки выявлен на привокзальной
площади в районе железнодорожного вокзала (71 дБ). Именно здесь было
зарегистрировано наименьшее количество транспортных средств (Таблица 12).
61
Кроме того, достаточно чётко прослеживается суточная динамика шумового
загрязнения. Наибольший уровень шума приходится на 18 часов, когда основная
масса жителей направляется домой с работы или учёбы, что подтверждается
максимальной транспортной нагрузкой в это же время, лидирующее положение
занимает улица 5 Августа (Рисунок ), где средняя шумовая нагрузка за период
наблюдений составляет 73,55 дБ , а среднее количество легковых автомобилей 27,5 (Таблица 13 ).
Таблица 11. Уровень шума и количество машин на улице 5 Августа
Время
Уровень шума, дБ
Количество проезжающих
машин за 1 минуту
10.00
71.3
18
14.00
72.5
23
18.00
76
39
21.00
74.4
30
средний(ее)
73.55
27.5
Таблица 12. - Уровень шума и количество машин в районе ж/д вокзала
Время
Уровень шума, дБ
Количество проезжающих
машин за 1 минуту
10.00
71
7
14.00
71.1
13
18.00
71
8
21.00
71.3
10
средний(ее)
71.1
9.5
62
Таблица 13. Уровень шума и количество машин на улице Приборостроительная
Время
Уровень шума, дБ
Количество проезжающих
машин за 1 минуту
10.00
71
16
14.00
71.3
19
18.00
74.4
31
21.00
74
27
средний(ее)
72.7
23.25
На улице Приборостроительная (Рисунок 18) шумовая нагрузка также
не
превышает допустимые нормы (71 дБ, 71,3 дБ, 74,4 дБ, 74 дБ). Благополучной
наблюдается ситуация и на привокзальной площади в районе железнодорожного вокзала
(Рисунок 17), где с уровень шумовой нагрузки составляет - 71, 71,1, 71, 74 дБ.
Измерения осенью 2016 года показали, что количество легковых автомобилей
значительно увеличивается в 18.00 и уменьшается в 21.00 на улицах 5 августа (Рисунок
16) и Приборостроительная, а в районе железнодорожного вокзала увеличивается в 14.00
и снижается в 21.00 часам.
80
70
60
50
уровни шума
40
кол-во машин
30
20
10
0
10:00
14:00
18:00
21:00
Рисунок 16 - Уровень шума и количество автотранспорта на улице 5
Августа
63
80
70
60
50
уровни шума
40
кол-во машин
30
20
10
0
10:00
14:00
18:00
21:00
Рисунок 17 - Уровень шума и количество автотранспорта в районе ж/д вокзала
80
70
60
50
уровни шума
40
кол-во машин
30
20
10
0
10:00
14:00
18:00
21:00
Рисунок 18 - Уровень шума и количество автотранспорта на улице
Приборостроительная
64
80
70
60
50
40
уровни шума
30
кол-во машин
20
10
0
ул. 5 Августа
ж/д вокзал
ул.
Приборостроительная
Рисунок 19 - Среднее количество машин и уровней шума
Весенние измерения 2017 года показали, что количество автотранспорта
увеличивается особенно легковых в 10.00, 14.00 и 18.00 и снижается к 21.00. а
пик автотранспортной нагрузки для остальных типов машин наблюдается в 18.00.
Так как шумовую нагрузку можно назвать в целом удовлетворительной
(Рисунок 19). Не стоит забывать, что ее увеличениедостаточной интенсивно и
длительно может привести к различной степени снижения слуховой активности.
Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы,
снижает устойчивость ясного видения и рефлекторной деятельности. Шум
способствует увеличению числа всевозможных заболеваний еще и потому, что он
угнетающе действует на психику, способствует значительному расходованию
нервной энергии, вызывает душевное не довольствие и протест.
Шумовое загрязнение наиболее сильно влияет на психологическое
состояние человека, приводит к повышенной утомляемости, понижению
производительности
труда,
физическим
и
нервным
заболеваниям.
Вегетососудистая дистония, сердечная недостаточность, расстройство слуха,
сильные головные боли - вот далеко не полный набор последствий городского
шума.
65
Таким
образом,
можно
отметить,
автотранспорта и увеличение шумовой
что
наибольшее
количество
нагрузки наблюдается на улице 5
Августа. Это связано с расположением точки измерения, а именно пересечением
крупных магистралей и отсутствием зеленых насаждений.
Шумовая нагрузка и количество машин на улице Приборостроительная
незначительно отличается от улицы 5 Августа, что связано с расположением в
центре города.
Наименьший
поток
автотранспорта
наблюдался
в
районе
железнодорожного вокзала. Хочется отметить, что шумовая нагрузка, несмотря на
различную загруженность исследуемых улиц, находится в пределах нормы.
66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Основными источниками шума являются все виды транспорта и, прежде
всего, автомобильный и железнодорожный, а также промышленные предприятия
и бытовое оборудование (включая звуковую аппаратуру).
2. Улица 5 Августа по количеству автотранспорта является загруженной в
весенний и зимний периоды, по сравнению с осенним.А на привокзальной
площади в районе железнодорожного вокзала
и на улице Приборостроительная
поток машин больше в весенний и осенний периоды, чем в зимний.
3. Прослеживается динамика изменения количество легковых автомобилей
- увеличение
в 18.00 и уменьшение в 21.00 на улицах 5 августа и
Приборостроительная, а в районе железнодорожного вокзала увеличивается в
14.00 и снижается к 21.00 часам.
4. За исследуемый период наиболее высокий уровень шума наблюдалсядля
улицы 5 Августа (76 дБ). Второе место занимает улица Приборостроительная –
74,4 дБ, третье – Привокзальная площадь в районе железнодорожного вокзала–
71.3 дБ. Но все исследуемые уровни были в пределах нормы.
5. Снижению шума способствует рациональная организация движения
транспорта: устранение шумных режимов движения транспортных средств
(например, торможения, разгона на перекрестках, уклонах и т.д.) путем
организации одностороннего движения на улицах, устройства пересечения на
разных уровнях, установки автоматической системы регулирования по принципу
«зеленая волна», уменьшение интенсивности движения, сокращение количества
грузовых автомашин, особенно в ночное время, в районах с плотной жилой
застройкой, ограничение звуковых сигналов уличного транспорта и ряд других.
6. Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является
снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологий и
конструкций машин. Основными методами борьбы с шумом являются зеленые
насаждения и шумозащитные экраны хороши для защиты малоэтажной застройки; для защиты индивидуальных квартир применяют стеклопакеты (окна с
улучшенной звукоизоляцией).
67
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Амбарцумян, В.В. Экологическая безопасность автомобильного транспорта/
В.В. Амбарцумян, В.Б. Носов . - М.: Научтехлитиздат, 1999г. -23с.0
2. Андреева-Галанин, Е.Ц. Шум и шумовая болезнь / Е.Ц. Андреева-Галанина. .М.: Ленинград, 1972г. – 162 с.
3. Арустамов, Э.А
Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие/ Э.А.
Арустамов, 2003г. – 350 с.
4.Артамонова, В.Г.
Профессиональные болезни /
В.Г. Артамонова, Н.Н.
Шаталов. - М.: Медицина, 1996г. – 230 с.
5. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности: ч. 1./С.В. Белов, Л.Л. Морозова.
В.П. Сивков. - М. ВАСОТ, 1992г. – 400 с.
6. Боголюбова, С.А. Экология. /С.А. Боголюбова, Е.М. Беленков, М.А. Геталова. Москва: Знание, 1997 г. -210 с.
7. Бомштейна, К.Г. Шум на транспорте /К.Г. Бомштейна; Под ред. В.Е. Тольского.
Г.В. Бутакова, Б.Н. Мельникова. – М.: Транспорт, 2005г. – 156 с.
8. Глухов, В.В. Экономические основы экологии /В.В. Глухов, Т.В. Лисочккина,
Т.П. Некрасова. - Санкт-Петербург: Специальная литература, 1997 г. – 186 с.
9. Гринин А. С., Новиков В. Н. Экологическая безопасность. Защита территорий
и населения при ЧС. Учеб. пособие. — М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000г.
10. Клюев, В.В. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара,
книга / В.В. Клюев. - М. Машиностроение 1978 г. – 162 с.
11.Клюкин, И.И. Удивительный мир звука /И.И. Клюкин. - Ленинград:
Судостроение, 1986г. – 140 с.
12.Ковригин, К.Н. Влияние уровня шума на производительность труда/ К.Н.
Ковригин, А.П. Михеев. - М.: Гигиена и санитария, 1965г. – 432 с.
13.Коробкин, В.И. Экология / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. - Изд.: Феникс,
2010 г. – 535 с.
14.Лебедев, А. И. Физика полупроводниковых приборов / А.И. Лебедев. - М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2008г. – 300 с.
68
15. Манаев, Е.И. Основы радиоэлектроники / Е.И. Манаев. - М. "Радио и связь"
1990 г. -200 с.
16. Медведев, В.Т. Инженерная экология: учебник/ В.Т. Медведева. - М:
Гардарики, 2002г. – 186 с.
17. Миллер Т. Жизнь в окружающей среде / Т. Миллер. - Москва, Пангея, 1999 г.
– 180 с.
18. Отраслевой дорожный методический документ № ОДМ 218.6.002-2010
«Методические рекомендации по определению допустимых осевых нагрузок
автотранспортных средств в весенний период на основании результатов
диагностики автомобильных дорог общего пользования федерального значения”
(издан на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 23
декабря 2010 г. № 826-р).
19. Протасов, В.У. Экология, здоровье и жизнь в окружающей среде /В.У.
Протасов. - Москва, 2000 г. – 200 с.
20. Реймерс, Н.Ф. Надежды на выживание человечества. Концептуальная
экология / Н.Ф. Ремейрс. - М.: Изд-во ИЦ «Россия молодая» - Экология, 1992г. –
156 с.
21. Романов, С.Н. Биологическое действие вибрации и звука: Парадоксы и
проблемы 20-ого века /С.Н. Романов. - Л.: Наука, 1991 г. – 254 с.
22. Суворов, Г.А. Гигиеническое нормирование производственных шумов и
вибраций./ Г.А. Суворов, Л.Н. Шкаринов, Э.И. Денисов. – М: Медицина, 1984г. –
300 с.
23. Суворов, Г.А. Импульсный шум и его влияние на организм человека /Г.А.
Суворов, А.М. Лихницкий . - Изд.: Ленинград, 1975г. – 244 с.
24. Тейлор, Р. Шум /Р. Тейлор. - М.: Мир, 1978г.
25. Тявловский, М.А. Природа и человек/М.А. Тявловский. - Москва, «М.Д.С.»
1998 г. – 198 с.
26. Ческин, М.С. Внимание: Шум! / М.С. Ческин. – М.: Ленинград: Лениздат,
1978г. – 186 с.
69
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа