CC BY
17Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Town planning and architecture
УДК 625:53.082
И.Л. ШУБИН1, д-р техн. наук, И.Е. ЦУКЕРНИКОВ1, д-р техн. наук, Л.А ТИХОМИРОВ1, инженер; Т.О. НЕВЕНЧАННАЯ2, д-р техн. наук
1 Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, Москва, Локомотивный пр., 21) 2 Московский государственный университет печати им. Ивана Федорова (127550, Москва, ул. Прянишникова, 2а)
Возрастание шума в жилой застройке в связи с реконструкцией автодороги
Выполнена оценка возрастания уровней шума в жилой застройке в связи с реконструкцией участка Ярославского шоссе в районе г. Мытищи с использованием программных средств. Проведен расчет уровней звука у фасадов девяти и десяти этажных, жилых домов. Выявлены участки дороги, ответственные за повышенные уровни шума, и проведен анализ вклада, производимого различными источниками шума. Дана прогнозная оценка и анализ эффективности установки шумозащит-ных экранов возле наиболее шумных участков дорог.
Ключевые слова: автодорожный шум, жилая застройка, расчет, снижение шума, шумозащитный экран.
I.L. SHUBIN1, Doctor of Sciences (Engineering), I.E. TSUKERNIKOV1, Doctor of Sciences (Engineering), L.A. TIKHOMIROV1, engineer; T.O. NEVENCHANNAYA2, Doctor of Sciences (Engineering) 1 Scientific and Research Institute of Building Physics of RAACS (21, Lokomotivny Passage, 127238, Moscow, Russian Federation); 2 Moscow State University of Printing Arts named after Ivan Fedorov (2a, Pryanishnikova Street, Moscow, Russian Federation)
Augmentation of Noise in Residential Development in Connection with Reconstruction of the Road
The assessment of augmentation of noise levels in the residential development in connection with reconstruction of the part of Yaroslavskoe Highway near the city of Mytishchi is made with the use of software. The calculation of noise levels near facades of 9-storey and 10-storey residential buildings is made. The parts of the road responsible for augmented noise levels are revealed; an analysis of the share of various noise sources is made. The predictive assessment and analysis of the efficiency of placing the noise screens near the most noisy parts of the roads are made.
Keywords: road noise, residential development, calculation, noise reduction, noise screen.
В Москве проводится масштабная реконструкция выносных магистралей. Для решения транспортных проблем предусмотрено расширение существующих автомобильных дорог, что приводит к существенному увеличению интенсивности движения. Кроме того, происходит модернизация транспортных развязок с разведением транспортных потоков в разные уровни. После реконструкции многие жилые дома попадают в зону акустического дискомфорта и подвергаются воздействию повышенного транспортного шума.
В работе проведена прогнозная оценка повышения уровней шума на территории жилой застройки в связи с
планируемой реконструкцией участка Ярославского шоссе и устройства эстакады для съезда в г. Мытищи.
В результате такой реконструкции планируется резкое увеличение интенсивности движения транспортного потока, а также в непосредственной близости от жилых домов предполагается устройство транспортной развязки с эстакадой, достигающей максимальной высоты 13 м. План территории жилой застройки, прилегающей к реконструируемому участку, приведен на рис. 1. Девяти- и десятиэтажные жилые дома, расположенные по адресу ул. Фрунзе д. 1, к. 1 и д. 3, к. 1, обозначены на плане позициями 126 и 127.
Таблица 1
Номер и наименование участка дороги - источника шума Длина, м Продольный уклон, % Интенсивность движения, авт./ч Скорость, v, км/ч LAeq*, ДБА LAmax*, ДБА
днем, Nfl ночью, NH
1. Ярославское шоссе 687,15 0 28000 14280 90 86/86** 88
2. Съезд из Москвы в Мытищи, участок 1 197,85 0,55 916 467 50 77/74 80
3. Подъем эстакады из Москвы в Мытищи 227,83 4,3 916 467 50 80/77 80
4. Эстакада с движением в двух направлениях 276,18 3,94 3713 1894 60 85/83 85/83**
5. Дорога в Мытищах 204,1 0,97 7426 3787 60 85/82 85/83
6. Спуск эстакады из Мытищ в область 227,83 4,3 2797 1426 50 84/82 84/82
7. Съезд из Мытищ в область, участок 2 105,27 1 2797 1426 50 81/79 84/82
8. Съезд из области в Мытищи 251,18 0 2797 1426 50 81/79 84/82
9. Съезд из Мытищ в Москву 251,18 0 916 467 50 77/74 80
* Данные для ЫД приняты по проекту реконструкции; данные для ЫН получены из данных для ЫД посредством умножения на коэффициент пересчета 0,51, следующий из уравнений (6.3) и (6.4) ОДМ 218.2.013 [1]. ** В числителе приведены данные для дня, в знаменателе - для ночи.
Градостроительство и архитектура
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
Таблица 2
Высота, м Этаж День Ночь
дБА -дтах, дБА дБА -дтах, дБА
левый середина правый левый середина правый левый середина правый левый середина правый
1,5 1-й 84 84 84,1 84 84 84,1 81,8 81,7 81,4 81,9 81,8 81,6
4,2 2-й 84,4 84,3 84,2 84,4 84,3 84,3 82,3 82 81,5 82,3 82 81,6
6,9 3-й 84,4 84,6 84,2 84,4 84,6 84,3 82,3 82,3 81,6 82,3 82,3 81,7
9,6 4-й 84,5 84,8 84,3 84,5 84,8 84,3 82,4 82,5 81,6 82,4 82,5 81,7
12,3 5-й 84,7 84,7 84,2 84,7 84,7 84,2 82,6 82,5 81,5 82,6 82,5 81,6
15 6-й 84,1 85,1 85 84,2 85,1 85 82 82,8 82,3 82 82,8 82,3
17,7 7-й 84,1 84,7 85,1 84,1 84,7 85,1 81,9 82,3 82,5 81,9 82,4 82,5
20,4 8-й 84,1 84,9 84,8 84,1 84,9 84,8 81,9 82,6 82,1 81,9 82,6 82,2
23,1 9-й 84,7 84,6 84,3 84,7 84,7 84,3 82,6 82,3 81,7 82,6 82,4 81,8
Таблица 3
Высота, м Этаж День Ночь
дБА -дтах, дБА дБА -дтах, дБА
левый середина правый левый середина правый левый середина правый левый середина правый
1,5 1-й 70,9 74,3 77,3 71,5 74,6 77,3 69 72,7 75,6 69,9 73,3 75,8
4,2 2-й 73,2 75,6 78 73,3 75,6 78 71,6 74,1 76,4 71,9 74,1 76,5
6,9 3-й 73,3 75,8 78 73,5 75,8 78 71,8 74,3 76,5 72,1 74,4 76,5
9,6 4-й 73,2 75,5 78 73,3 75,8 78 71,7 74,2 76,5 72 74,3 76,6
12,3 5-й 73,4 75,9 78,2 73,5 76 78,2 71,9 74,5 76,7 72,1 74,6 76,8
15 6-й 73,7 76,1 78,1 73,8 76,1 78,1 72,1 74,6 76,6 72,3 74,6 76,6
17,7 7-й 74,2 76,1 77,9 74,3 76,1 77,9 72,6 74,4 76,4 72,8 74,6 76,4
20,4 8-й 74,3 76,1 78,2 74,3 76,1 78,2 72,6 74,4 76,8 72,8 74,5 76,8
23,1 9-й 74,3 75,9 78,3 74,3 75,9 78,3 72,6 74,2 76,8 72,8 74,4 76,9
25,8 10-й 74,2 76 78,3 74,3 76 78 72,3 74,3 76,8 72,7 74,4 76,9
Для проведения расчета уровней шума эстакада и реконструируемая часть Ярославского шоссе были разбиты на участки с параметрами движения, принятыми в соответствии с исходными данными пояснительной записки к проекту реконструкции. Всего выделено девять протяженных источников шума - участков дорог с различными расположениями и отличающимися параметрами движения. Параметры движения и шумовые характеристики источников шума приведены в табл. 1 в виде эквивалентных уровней звука и максимальных уровней звука (1_дтах).
Расчет шумовых характеристик выполнен в соответствии с утвержденным в декабре 2012 г. Федеральным дорожным агентством (РОСАВТОДОР) отраслевым дорожным методическим документом ОДМ 218.2.013-2011 [1]. При расчете использованы данные табл. 1. При этом учтено, что доля грузового и общественного транспорта на всех участках дорог составляет 38%.
Расчет уровней шума на территории, непосредственно прилегающей к рассматриваемым жилым домам, был выполнен с помощью программного комплекса «АРМ Акустика» (версия 3.1.8) UR-:http:www.noiseview.ru (дата обращения: 22.02.2014), разработанного российской компанией ООО «ТЕХНОПРОЕКТ» (www.noiseview.ru - свидетельство Роспотребнадзора № 24 от 06.08.2008, экспертное заключение НИИСФ РААСН от 27.06.2012), которая на основании исследований, проведенных в [2], зарекомендовала себя как наиболее точная. В программном комплексе реализована расчетная методика в соответствии с ГОСТ 31295.2-2005
2в| 6 2014
Проектом реконструкции предусмотрена установка шу-мозащитного экрана высотой 7 м вдоль рассматриваемого участка Ярославского шоссе со стороны жилой застройки, а также шумозащитное остекление жилых комнат в указанных домах.
Рис. 1. План территории жилой застройки, прилегающей к реконструируемому участку Ярославского шоссе
Научно-технический и производственный журнал
Town planning and architecture
дБА
Ярославское шоссе Съезд из Мытищ в область Дорога в Мытищах Съезд из области в Мытищи Съезд из Мытищ в Москву Съезд из Москвы в Мытищи Эстакада из Москвы в Мытищи Эстакада из Мытищ в Москву Эстакада в два направления
Д. 3 к. 1 до Д. 3 к. 1 после Д. 1 к. 1 до Д. 1 к. 1 после установки экрана установки экрана установки экрана установки экрана
Рис. 2. Вклад источников шума в уровни звука фасадов на высоте 1,5 м до и после установки шумозащитного экрана
дБА
Д. 3 к. 1 до установки экрана
Д. 3 к. 1 после установки экрана
Д. 1 к. 1 До установки экрана
Д. 1 к. 1 после установки экрана
Ярославское шоссе Съезд из Мытищ в область Дорога в Мытищах Съезд из области в Мытищи Съезд из Мытищ в Москву Съезд из Москвы в Мытищи Эстакада из Москвы в Мытищи Эстакада из Мытищ в Москву Эстакада в два направления
Рис. 3. Вклад источников шума в уровни звука фасадов на высоте 23,5м до и после установки шумозащитного экрана
«Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета».
Для каждого этажа принято три расчетные точки (в середине и по краям рассматриваемых домов), расположенные в 2 м от ограждающих конструкций остекленных фасадов, направленных в сторону рассматриваемых участков дорог.
Результаты расчета уровней звука у фасадов жилых домов приведены в табл. 2 (уровни звука у фасада дома по ул. Фрунзе д. 3 к. 1) и в табл. 3 (уровни звука у фасада по ул. Фрунзе д. 1 к. 1).
Наибольших уровней транспортный шум достигает у фасада д. 3 к. 1, так как он расположен параллельно участку дороги в г. Мытищи (источник шума 5, табл. 1) на расстоянии от него всего 20 м. Наименьших значений уровни звука достигают для первого этажа, изменяясь с высотой в пределах 1 дБА (уровень звука децибеллы А). Аналогичное изменение уровня звука имеет место и вдоль каждого этажа.
Для д. 1 к. 1 получены меньшие уровни звука: на 7-13 дБА для дня и 5-12 дБА для ночи. Тенденция изменений уровней звука сохраняется, при этом пределы изменений возрастают до 3 дБА с высотой и до 4-6 дБА вдоль этажей. Это связано с наличием шумозащитного экрана высотой 7 м, запроектированного вдоль рассматриваемого участка Ярославского шоссе (источник шума 1, табл. 1).
На основании полученных результатов очевидно, что предусмотренных мер по защите от шума недостаточно. Так, приведенные в табл. 2, 3 уровни звука у фасада д. 3 превышают допустимые эквивалентные уровни звука на 27 и 20 дБА, а у фасада д. 1 - на 22 и 13 дБА для ночного и дневного времени суток соответственно даже при учете допускаемого санитарными нормами их повышение на 10 дБА для первого эшелона шумозащищенных домов.
В этом случае допустимые уровни равны 55 дБА для ночи и 65 дБА для дня. При этом применение даже наиболее эффективных стеклопакетов с индексом звукоизоляции Яи=35 дБ, классифицируемых как шумозащит-ные (ГОСТ 24866-99 «Стеклопаке-ты клееные строительного назначения. Технические условия»), не обеспечит выполнение норм шума в жилых помещениях. Оценки показывают, что связь между индексом звукоизоляции и звукоизоляцией окна РАтран (служащей для оценки одним числом внешнего шума, создаваемого городским транспортом, при передаче его внутрь помещения через окно) дается выражением РДтран=0,75 Р№+3,7, что при применении наиболее эффективных стеклопакетов дает ИАтран=30 дБА.
В связи с этим целесообразно оценить эффективность установки дополнительных шумозащитных экранов вдоль отдельных участков дорог. Для этого выполним анализ вкладов рассматриваемых источников шума в уровни звука в расчетных точках у фасадов зданий, наиболее подверженных воздействию повышенного шума в ночной период. Для д. 3 к. 1 это расчетная точка 1 у левого края дома, для д. 1 к. 1 - точка 3 у правого края дома. В качестве контрольных возьмем точки на уровне 1,5 и 23,1 м над уровнем земли.
Вклады источников шума до и после экранирования приведены на рис. 2, 3.
Горизонтальная линия на рис. 2 соответствует допустимому эквивалентному уровню звука на территории, непосредственно прилегающей к шумозащищенным жилым домам в соответствии с санитарными нормами. Горизонтальная линия на рис. 3 соответствует предельному значению эквивалентного уровня звука, для которого будет выполнена норма шума в жилых комнатах при применении указанных выше наиболее эффективных стеклопакетов.
Значимый вклад в повышенные уровни звука у фасадов жилых домов дают семь источников шума, особенно для верхних этажей зданий. Это все приведенные в табл. 1 участки дорог за исключением двух съездов: из Мытищ в область и из Москвы в Мытищи. С помощью программного комплекса «АРМ Акустика» выполнено моделирование установки шумозащитных экранов высотой 6 м вдоль указанных участков дорог.
Вклады экранированных источников шума выровнялись и за исключением съезда из Мытищ в Москву (для фасада д. 3, к. 1) и участка Ярославского шоссе (для фасада д. 1 к. 1) у верхних этажей, а также участка Ярославского шоссе, дороги в Мытищах, съезда из Мытищ в Москву и эстакады с движением в двух направлениях на территории, прилегающей к д. 3, к. 1, не превысили значений предельного уровня, обеспечивающего выполнение норм шума в жилых помещениях, и допустимого уровня звука для территорий, прилегающих к жилой застройке (горизонтальные линии на рис. 2, 3).
Градостроительство и архитектура
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
Для фасада д. 3 к. 1, наиболее подверженного воздействию повышенного транспортного шума, снижение уровня шума после установки шумозащитных экранов достигло 18 дБА для территории (высота расчетной точки 1,5 м) и 16 дБА для дня, 17 дБА для ночи на уровне верхних этажей здания. Уровни шума превысили нормативные значения на 1-3 дБА для дня и на 9-11 дБА для ночи. Для фасада д. 1 к. 1 снижение шума для территории также составило 18 дБА для дня и ночи. Эффективность установки экранов снизилась с высотой, достигая минимальных величин: 9 дБА для дневного и 8 дБА для ночного времени суток соответственно.
Таким образом, необходима более детальная проработка шумозащитных мероприятий. Требуется экранирование
Список литературы
1. Поспелов П.И., Пуркин В.И., Щит Б.А., Пасулько Д.С., Шубин И.Л., Цукерников И.Е., Аистов В.А. Методическое обеспечение проектирования. Защита от повышенного шума и вибрации: Сб. докладов IV Всерос. научно-практической конференции с международным участием. СПб, БГТУ, 2013. С. 105-115.
2. Цукерников И.Е., Тихомиров Л.А. Сравнение результатов расчета автодорожного шума жилого района г. Москвы, полученных при использовании трех программных средств: Сб. докладов IV Всерос. научно-практической конференции с международным участием. СПб, БГТУ, 2013. С. 409-419.
всех участков, дающих вклад в уровни звука у фасадов домов в ночное время суток, превышающий указанное выше нормативное значение 55 дБА для территории и 60 дБА для остальных этажей. Подбор необходимой высоты и длины шумозащитных экранов следует выполнять в соответствии с рекомендациями [1].
Возможно, с экономической точки зрения более оптимальным будет выполнение общего ограждения над проектируемой развязкой и определенным участком Ярославского шоссе в виде туннеля или расположение данных участков дорог под землей, особенно с учетом отмеченного менее существенного снижения эффективности шумозащитных экранов для верхних этажей зданий.
References
1. Pospelov P.I., Purkin V.I., Shchit B.A., Pasul'ko D.S., Shubin I.L., Tsukernikov I.E., Aistov V.A. Methodical maintenance design. Protection against high noise and vibration. Proceedings IV All-Russian scientific and practical conference with international participation. St. Petersburg. BGTU. 2013, pp. 105-115. (In Russian).
2. Tsukernikov I.E., Tikhomirov L.A. The calculation results for road noise residential area of Moscow, obtained using three software. Proceedings IV All-Russian scientific and practical conference with international participation. St. Petersburg. BGTU. 2013, pp 409-419. (In Russian).
30
6'2014
