CC BY
297
ШУМ СТРОЙПЛОЩАДОК CONSTRUCTION SITE NOISE
Н.Н.Минина N.N. Minina
Научно-исследовательский и проектный институт территориального развития и транспортной инфраструктуры
Строительство является источником высокоинтенсивного (75-90 дБА) акустического загрязнения в городах. Установлено, что шум стройплощадки зависит от характера выполняемых строительных работ. Предложена классификация стройплощадок по шуму — всего 5 классов. Получены поправки к эквивалентному УЗ для спектральной оценки стройплощадок. Теоретически и экспериментально исследованы зависимости от пространственных источников — стройплощадок с увеличением расстояния. Рассмотрены процессы изменения шума стройплощадок в процессе их функционирования.
Construction is a source of high intensity (75-90 dBA) acoustical pollution in cities. It is found out that a construction site noise depends on the character of construction works. A classification of building sites on noise levels was proposed (5 classes). Corrections to equivalent sound level for the spectral analysis of construction sites were obtained. Dependencies of noise attenuation of area sources with the increase of distance were investigated with theoretical and practical methods. Processes of construction site noise levels' alteration during their functioning were examined.
1. Введение
От 60 до 70 % население городов проживает в зоне повышенного шумового воздействия. Основным источником шума в городах является автотранспорт, превышения шума от которого могут достигать от 5 до 20 дБА. Строительство, не являясь таким массовым источником акустического загрязнения в городах, как автомобильный транспорт (акустическому загрязнению от строительства подвержены 1-3 % населения городов), является источником высокоинтенсивного шума (УЗ от строительства достигает 75-90 дБА), наносит населению ощутимый социально-экономический ущерб.
Причины шумообразования стройплощадок изучены недостаточно, поэтому, для решения вопросов снижения шума необходимо ясно представлять процессы шумообразования.
2. Связь шума стройплощадок с характером выполняемых строительных работ.
Шум стройплощадок зависит, в первую очередь, от характера выполняемых работ
(погрузочные работы, земельные работы, уплотнение грунта, подготовительные работы и т.д.), т.е. от набора строительных машин в технологической цепочке. На рис. 1 приведены экспериментальные спектры шума для основных видов строительных работ. Для полученных спектров отмечен низкочастотный характер, основная составляющая в спектре или 63 Гц (шум выпуска) или 125 Гц (шум рабочих органов). В первом приближении все строительные работы по характеру излучаемого шума и виду
полученных спектров можно разделить на две больших группы. Первая группа, к которой относятся машины, выполняющие различные земляные и подготовительные работы, имеет значительно меньшие уровни звукового давления, чем вторая, к которой относятся уплотнительные машины, машины, выполняющие асфальтоукладочные и др. виды работ. Разница в усреднённых УЗД в спектре частот от 125 до 8000 Гц составляет от 4 до 6 дБ. Большие УЗД во второй группе определяются применением более шумных машин с виброактивными рабочими органами (виброкатки, асфальтофре-зерные машины и др.).
Рис. 1 Изменение спектров шума в зависимости от вида работ на расстоянии 30м от границы стройплощадки: 1 - земляные работы (67 дБА); 2 - земляные работы (66 дБА) (другой состав машин); 3 - асфальтоукладочные работы (71 дБА); 4 - асфальтофрезерные работы (74 дБА); 5 - земляные работы с уплотнением виброкатками (72 дБА); 6 - погрузочно-разгрузочные работы (66 дБА)
Спектр шума первой группы имеет ярко выраженный низкочастотный характер, основная составляющая в спектре, определяемая выхлопом, расположена на частоте 63 Гц, спад составляющих этой частоты к высоким частотам равномерный и в среднем составляет 5-8дБ на октаву.
Спектр шума во второй группе определяется шумом рабочих органов основная частота 63 или 125 Гц, спад составляющих в диапазоне частот 250-8000 Гц в среднем не превышает 2-5 дБ на октаву.
Экспериментальные значения УЗ стройплощадок от вида строительных работ представлены в табл. 1. На расстоянии 30м погрузочные и земляные работы характеризуются шумом от 63 до 69 дБА (наименее шумные виды строительных работ). Асфальтофрезерные работы, строительство искусственных сооружений, асфальтоукладочные работы характеризуются шумом от 72 до 85 дБА. Данные приведённые в табл. 1 могут быть использованы при расчётах шума в строительстве.
Изменение УЗ, дБА от стройплощадки в зависимости от вида строительных работ
_Таблица 1
№ п/п Характер выполняемых строительных работ Число машин Эквивалентные уровни звука дБА на расстоянии от стройплощадок, м.
15 30
1 Асфальтоукладочные работы 5 76 72
2 Погрузочные работы 4 67 63
3 Асфальтофрезерные работы 4 81 75
4 Земляные и подготовительные работы 5 71 66
5 Установка свай 4 90 85
6 Земляные работы 7 73 69
7 Уплотнение грунта 5 85 81
3. Классификация стройплощадок по шуму
По уровню шума все исследованные строительные площадки могут быть разделены на 5 классов (табл. 2):
I класс - относительно малошумные (св 65 до 70 дБА);
II класс - повышенной шумности (св. 70 до 75 дБА);
III класс - шумные (св. 75 до 80 дБА);
IV класс - очень шумные (св. 80 до 85 дБА);
V класс - сверхшумные (св. 85 до 90 дБА).
Классификация строительных площадок по шуму
_Таблица 2
Класс шумности Наименование класса шумности Показатель шумности УЗ, дБА (15 м) Характер выполняемых строительных работ
I относительно малошумные св. 65 до 70 погрузочные работы
II повышенной шумности св. 70 до 75 земляные и подготовительные работы
III шумные св. 75 до 80 асфальтоукладочные работы
IV очень шумные св. 80 до 85 асфальтофрезерные, уплотнительные работы
V сверхшумные св. 85 до 90 сваебойные работы
Спектры шума строительных площадок зависят от класса шумности, для которых в спектрах имеются закономерности. Это позволяет ввести экспериментальные поправки, пользуясь которыми можно, зная УЗ, получить спектр шума характерный для класса шумности (табл. 3)
Значение поправок к эквивалентному уровню звука для спектральной оцен-
ки стройплощадок
_Таблица 3
Классы шумности строительных площадок Поправка, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
I - III +13 +8 0 -4 -7 -10 -12 -15
IV - V +13 +8 -2 -5 -5 -7 -9 -15
Снижение шума от СДМ и строительных площадок с увеличением расстояния.
Были выполнены экспериментальные исследования процессов снижения шума от отдельных машин (рис. 2). Эти исследования показали, что для большинства машин снижение меньше, чем теоретическое, принимаемое в расчётах (6 дБА на удвоение расстояния) и составляет не более 5 дБА при удвоении расстояния. Это может объясняться тем, что в реальных условиях имеет место затухание звука, связанное с поглощающими свойствами поверхности, расположенной между стройплощадкой и жилой застройкой. Это обстоятельство необходимо учитывать в расчётах шума для отдельных строительных машин.
Рис. 2. Затухание звука от строительных машин: 1 - Виброкаток Dynapac CC211; 2 - Фреза Wirtgen 2000 (срезает асфальт);
3 - автогрейдер «Cat» 08 140 Н; 4 - экскаватор "Cat" 330CL; 5 - стационарный компрессор;
6 - теоретическое затухание (сферический источник);
На рис. 3 показаны схемы снижения звука от отдельной машины и от группы машин. В первом случае звук распространяется в пространство и машина может быть представлена источником сферических звуковых волн. Во втором случае звук от источника попадает на соседние машины, которые становятся вторичными излучателями. В этом случае совокупность нескольких первичных и вторичных источников шума можно рассматривать как линейный источник, излучающий цилиндрическую звуковую волну.
Была выполна экспериментальная проверка характера снижения звука от стройплощадок. На рис. 4 представлены экспериментальные зависимости снижения шума для нескольких видов строительных работ. Анализ экспериментальных данных показывает, что для всех рассматриваемых случаев получен закон снижения 4 дБА при удвоении расстояния. Это несколько больше чем для цилиндрического источника (3дБА). Обобщённые теоретические и экспериментальные значения снижения звука от строительных машин и стройплощадок показаны в табл. 4.
ВЕСТНИК МГСУ
а)
б)
/
Рис. 3. Схема затухания звука от отдельной машины (а) и от группы машин (б): 1 - отдельная машина, 2 - поглощающая поверхность, 3 - жилая застройка, 4 - группа машин: 1 пад и 1^ - падающии
.. тм т м ч ..
и отраженный звук от поверхности, 1 пад и 1 о - падающии и отраженный звук от машины, апов - коэффициент звукопоглощения поверхности
2
Рис. 4 Снижение звука от
стройплощадок: 1 - укладка асфальта (число машин 5); 2 - земляные подготовительные работы: 3 - погрузочные работы ;4 - теоретический характер затухания (линейный источник)^ - расчётное затухание;
3/2011
ВЕСТНИК .МГСУ
Значение снижения звука от строительных машин и строительных площадок
Таблица 4
Источник звука Теоретическое или экспериментальное и закон затухания Затухание звука, дБА на расстоянии, м.
7,5 15 30 60 100 200 400 800
Строительная машина Теоретические по сферическому закону 0 6 12 18 24 30 36 40
Строительная машина Экспериментальные данные 0 5 10 15 20 25 30 35
Строительная площадка Теоретические по предложенным зависимостям - 0 4 8 12 16 20 24
Экспериментальные данные - 0 3 7 13 17 22 28
Строительная площадка Теоретические данные в представлении линейным источником звука - 0 3 6 9 12 15 18
Обобщая приведённые в табл. 4 результаты отметим, что снижение от отдельной машины подчиняется закону 5 дБ на удвоение расстояния, ошибка в расчётах при принятии закона о сферическом затухании может достигать на предельных расстояниях 5 дБА. Если рассматривать снижение звука от строительной площадки, то оно подчиняется закону 4 дБА на удвоение расстояния. Если в расчётах принимается закон для сферического источника, то ошибка на предельных расстояниях может достигать 14дБА. Если принят закон снижения от стройплощадки как от линейного излучателя звука, то ошибка может на предельных расстояниях достигать 7 дБА. Эти зависимости необходимо учитывать в расчетах.
5. Изменение шума стройплощадок в процессе функционирования
Функционирование строительной площадки характеризуется неравномерным шумом при проведении земляных работ. В процессе работы шум изменяется от 60 до 69 дБА, наиболее часто повторяющиеся УЗ 64-67 дБА. Анализируя полученные данные можно принять отклонение УЗ в процессе работы составляет ± 4 дБА.
Земляные работы могут характеризоваться большей степенью равномерности, если имеется источник превалирующего шума. В этом случае отклонения звука не превышает ±2 дБА.
Шум в процессе работы при укладке асфальта изменяется от 66 до 72 дБА, отклонение составило ±3 дБА.
При срезании асфальта шум колеблется в небольших пределах от 73 до 76 дБА, а отклонения не превышают ±1,5 дБА.
Земляные и погрузочные работы характеризуются изменением УЗ от 60 до 70 дБ, отклонение УЗ достигает ±5 дБА.
Обобщение вышеприведённого анализа дано в таблице 5. В основном для большинства строительных площадок характерно изменение УЗ во времени в пределах ± (3-5) дБА. Это показывает, что в качестве исходных акустических характеристик стройплощадок необходимо использовать эквивалентные УЗ, дБА, но разница между эквивалентными и максимальными УЗ не превышает 10 дБА.
Изменение шума стройплощадок во время работы
_Таблица 5
Характер выполняемых строительных работ Изменение УЗ, дБА Среднее отклонение УЗ, дБА
Минимальные УЗ Максимальные УЗ
Земляные работы 60 69 ±4
Асфальтоукладочные работы 66 72 ±3
Асфальтофрезерные работы 73 76 ±1
Земляные и погрузочные работы 60 (58) 70 (68) ±5
Земляные работы (работает компрессор) 64 68 ±2
Заключение
Разработана классификация стройплощадок по их шумности в зависимости от характера выполняемых строительных работ. Исследованы зависимости шума от выполняемых технологических операций и состава применяемых механизмов. Установлены закономерности снижения шума с увеличением расстояния от отдельной строительной машины (5 дБА на удвоение расстояния) и стройплощадки (4 дБА при удвоении расстояния). Полученные результаты являются основой для разработки мер по шумоза-щите в процессе проектирования.
Литература
1. Н.И. Иванов, Н.Н. Минина. Расчет шума автотранспортных потоков и строительных площадок. Сборник трудов V Международной научно-практической конференции «АВТОТРАНСПОРТ: от экологической политики до повседневной практики», под ред. В.Н. Денисова, СПб 22-24 сентября 2010 г. с. 62-64.
2. Н.И. Иванов, И.Е. Цукерников, И.Л. Шубин, Н.Н. Минина. Шумовые характеристики строительных площадок и метод их определения. Academia. Архитектура и строительство, М.:РААСН, 3, 2010, стр. 140-100.
3. Н.И. Иванов, Н.Н. Минина. Расчет и исследование шума автотранспортных потоков и строительных площадок. Специальный выпуск «Известия Самарского научного центра Российской академии наук», гл. ред. В.П. Шорина, Том 12, 2010 г. с. 2229-2235
References
1. N.I. Ivanov, N.N. Minina. Calculation of traffic and building sites' noise. Proceedings of the Fifth International scientific and practical conference 'Transport: from environmental policy to casual practice", edited by V.N. Denisov, Saint-Petersburg, 22-24 September 2010, p. 62-64.
2. N.I. Ivanov, I.E. Tsukernikov, I.L. Shubin, N.N. Minina. Noise characteristics of building sites and method of their definition. Academia. Architecture and building, M.: RAASN, 3, 2010, p. 140-100.
3. N.I. Ivanov, N.N. Minina. Calculation and research of traffic noise and construction sites noise. Special edition of 'Samara scientific center of Russian Academy of Sciences bulletin", edited by МюЗю Shorin, V. 12, 2010, p. 2229-2235.
Ключевые слова: строительные площадки, шум, классификация, спектр шума, снижение шума, процессы шумообразования.
Key words: construction sites, noise, classification, noise spectra, noise attenuation, noise emission processes
e-mail автора [email protected]
