CC BY
30
Защита жилой застройки от шума
градостроительство при реконструкции транспортных магистралей
г. Томска
С.Н. Овсянников
Томский ГАСУ
Существующая улично-дорожная сеть г. Томска сформировалась за 400-летнюю историю города и ее пропускная способность до начала 1990-х в целом соответствовала уровню автомобилизации. В городе имеется всего 4 магистрали общегородского значения в широтном направлении и 3 — в меридиональном. Однако за последние 20 лет обеспеченность населения легковыми автомобилями выросла почти в 4 раза и достигла 240 авт./1000 жителей. При этом пропускная способность существующей улично-дорожной сети оказалась в 2-3 раза ниже фактической интенсивности транспортных потоков. Отсутствие организованных парковок при обеспеченности населения гаражами всего 28% также привело к использованию улиц для хранения автомобилей. Все эти факторы явились причиной того, что в достаточно компактном полумиллионном городе по основным направлениям перемещений возникли часовые пробки.
В течение последних 5 лет в г. Томске развернута активная реконструкция и строительство новых городских автотранспортных магистралей. На рис. 2 представлена схема развития транспортных магистралей города с улицами, на которые подготовлена проектная документация и ведется строительство или реконструкция. Большая часть реконструируемых магистралей проходит через сложившуюся жилую застройку. При этом существующее расстояние от проезжей части до линии регулирования застройки первого фронта, как правило, уменьшается и в ряде случаев не превышает 10-25 м.
Томский ГАСУ на протяжении 30 лет ведет мониторинг акустического режима города и съемку шумовых характеристик основных магистралей. Измерения показали, что шумовая характеристика общегородских магистралей составляет 77-83 дБА, и практически не изменилась за 20 лет, что объясняется снижением скорости потоков, изменением их состава и обновлением парка легковых и грузовых автомобилей. На рис. 1 представлена прогнозная карта шума транспортного узла на пл. Транспортной — пл. Южной, построенная на основе прогнозных параметров транспортных потоков. Уровни шума перед фасадами зданий первого фронта застройки в дневное время до 70-75 дБА.
В составе проектных работ на реконструкцию городских улиц разработаны разделы ОВОС по фактору шумового загрязнения, предложены шу-мозащитные мероприятия и укрупненно составлены сметы затрат на защиту от шума существующей застройки.
Решение задачи защиты от шума жилых зданий, школ, детских учреждений и их территорий выполнялось по следующим вариантам [1]:
Рисунок 1. Прогнозная карта шума транспортного узла на пл. Южной — пл. Транспортной.
1. Усиление звукоизоляции окон в режиме вентиляции для фасадов зданий первого фронта застройки, выходящих непосредственно на магистрали.
2. Установка шумозащитных экранов для защиты участков малоэтажной жилой застройки на пригородных территориях.
3. Установка экранирующих сооружений (павильонов, рекламных конструкций и др.) для защиты территорий детских учреждений и дворовых территорий жилой застройки при строчной застройке на городских участках магистралей.
Для организации производства шумозащитных окон в Томске кафедрой архитектуры ТГАСУ разработан комплект альбомов технических решений и рабочих чертежей для следующих видов изделий:
1. Воздухообменные клапаны, встраиваемые в откосы проемов совместно с окнами стандартной конструкции с 3...4-слойным остеклением для усиления звукоизоляции оконных проемов в зданиях с кирпичными или газобетонными стенами.
2. Шумозащитные окна с воздухообменными клапанами в составе конструкции окон в раздельных или одинарных переплетах для усиления звукоизоляции оконных проемов в крупнопанельных зданиях.
3. Накладные раздвижные светопрозрачные экраны, устанавливаемые снаружи в проемы без замены существующих окон.
Разработка конструкций канальных воздухооб-
Рисунок 2. Схема развития транспортных магистралей г. Томска.
менных клапанов продиктована суровыми климатическими условиями Сибири, при которых имеющиеся на рынке щелевые вентиляционные клапаны типа ВШК А-80 (Россия), Аегесо (Франция), различные вентиляционные планки и узкие каналы фирм Уека, Оеа!ап, КВЕ [2] сильно обмерзают. Томская домостроительная компания активно применяет канальные клапаны типа КИВ системы «Статвент», устанавливая их в специальные отверстия в наружных стеновых панелях. Однако их высокая цена (около 3 тыс. рублей), низкий расход вентилируемого воздуха (до 54 м3/час) при отсутствии принудительных вентиляторов, необходимость бурения отверстий не позволяют их использовать при массовой замене окон в зданиях на примагистральных территориях. В панельных зданиях бурение отверстий для установки клапана нецелесообразно в связи наличием арматуры и опасностью нарушить жесткие ребра, соединяющие наружный и внутренний элементы трехслойных панелей.
В Томском ГАСУ разработаны и испытаны канальные воздухообменные клапаны, встраиваемые в откосы оконных проемов. Разработаны 2 варианта устройства клапанов в откосах окна (рис. 3 а и б).
В первом случае канал имеет три поворота, а во втором — один поворот. Клапан устанавливается в штробе в кирпичной кладке, предусматриваемой в процессе строительства, или устраиваемой в процессе замены окон.
В пластиковом канале диаметром 100...125 мм монтируются один или два осевых вентилятора, работающих на приток, и обеспечивающих воздухообмен до 100.150 м3 воздуха в час, что достаточно для жилых помещений в летнее время. В зимнее время клапан достаточно эффективно работает без принуждения, а в сильные морозы может
закрываться с двух сторон. В канал вкладывается звукопоглощающий рукав, который работает и как фильтр от пыли. Рукав легко вынимается для промывки. Конструкция клапана проста и ремонтноп-ригодна, поскольку набирается из стандартных элементов вентсистем. Результаты измерения звукоизоляции окна с двухкамерным стеклопакетом и клапаном, выполненном в откосе стены, показали, что звукоизоляция окна с трехколенным открытым клапаном лишь на 3 дБА хуже, чем самого окна, и составляет I. = 27 дБА или Д^. = 32 дБА.
Атран
В лаборатории строительной физики ТГАСУ было разработано и испытано теплозвукоизоляционное окно [3] с воздухообменным клапаном, в котором предусматривалось движение воздуха по каналу или через межстекольное пространство. Такое окно показало звукоизоляцию 1Атран = 26 дБА в режиме вентиляции. Однако на практике использование межстекольного пространства в качестве элемента кла-
Рисунок 3. Клапан с тремя коленами (а), клапан с одним коленом (б) в процессе монтажа.
пана не позволяет получить высокой звукоизоляции окна в целом и в условиях морозного климата приводит к сильному обмерзанию окна. Естественный воздухообмен через клапан оказывается недостаточно эффективным в летнее время, а увеличение его сечения существенно снижает звукоизоляцию в режиме вентиляции. Поэтому клапан целесообразно выполнять как самостоятельное устройство, устанавливаемое в коробе как приставной элемент к окну, а для увеличения воздухообмена встраивать в него осевые вентиляторы.
Конструкция шумозащитного окна с приставным клапаном применяется для замены окон в крупнопанельных зданиях, в которых невозможно устройство клапана в откосах проемов. В зависимости от размеров оконных проемов клапан может быть расположен сбоку (рис. 4) или сверху (рис. 5). Измеренная звукоизоляция окна с раздельными переплетами и однокамерным стеклопакетом во внутреннем переплете и стеклом 8 мм в наружном переплете составила ^Атран = 33 дБА в режиме вентиляции. Окно, выполненное в моноблоке с двухкамерным стеклопакетом с формулой остекления 4+10+4+16+6, с открытым клапаном показало звукоизоляцию ^Атран = 29 дБА. Как видим, наибольший эффект имеют шумозащитные окна в раздельных переплетах. Их использование в сочетании с усиленными стеклопакетами и клапаном позволяет обеспечить снижение уровня транспортного шума окном до Д^А = 40-42 дБА.
Установка вентиляторов в канале клапана целесообразна для обеспечения требуемого воздухообмена в летнее время. Собственный шум вентилятора можно снизить за счет установки венти-
Рисунок 5.
Теплозвукоизоляционное окно
с воздухообменным клапаном сверху.
лятора в глубине канала, использования звукопоглощающего рукава и устройства регулирования напряжения — диммера, позволяющего регулировать скорость вращения вентилятора. Расход электроэнергии на воздухообмен при включении вентилятора составляет всего 16 Вт/час. Использование воздухообменных клапанов предложенной конструкции является эффективным и экономичным способом обеспечения акустического комфорта и микроклимата помещения, обращенного на шумную магистраль.
Задача усиления звукоизоляции окон при реконструкции жилых улиц и улиц районного значения с шумовыми характеристиками не более 75 дБА ре-
Рисунок 4. Теплозвукоизоляционное окно с воздухообменным клапаном сбоку (патент □ 2170802). Вид изнутри.
Рисунок 6. Накладной оконный шумозащитный экран, устанавливаемый снаружи в проеме окна.
шается без замены существующих окон путем установки накладного светопрозрачного экрана в проеме окна снаружи из раздвижных алюминиевых конструкций, например, типа «Барселона» (рис. 6). Это наиболее экономичный путь, поскольку стоимость такой конструкции в 3...4 раза ниже стоимости шу-мозащитного окна и не требуется производство работ в эксплуатируемых жилых помещениях с последующим косметическим ремонтом помещения.
Данная конструкция позволяет использовать для проветривания форточки существующего окна и оставленные щели 20—30 мм сверху и снизу накладного экрана. Снижение транспортного шума окном с накладным экраном в режиме вентиляции составляет Д^а = 27 дБА, а при закрытой форточке достигает Д^А = 40 дБА.
Для защиты от шума примагистральных территорий на пригородных участках реконструируемых магистралей разработана конструкция шумозащит-ного экрана высотой до 6 м. Экран выполняется с металлическими стойками из прокатных профилей с заполнением специальными кассетами. В данной конструкции использован элемент примыкания к грунту, позволяющий отказаться от возведения непрерывных ростверков. Стойки устанавливаются на буронабивные сваи, в верхней части которых предусмотрена распределительная плита для монтажа стойки на болты.
Для защиты от шума территорий детских учреждений и дворовых территорий жилой застройки при строчной застройке на городских участках магистралей предусматривается установка экранирующих сооружений (павильонов, рекламных конструкций и др.), выполненных по дизайнерским проектам. Павильоны предназначены для отдыха жителей и совмещаются с детскими площадками, защищенными от транспортного шума со стороны улицы.
Стоимость всего комплекса мероприятий по защите от шума примагистральной застройки достигает 3.5% от сметы на реконструкцию городских транспортных магистралей.
Список литературы
1. Защита от шума в градостроительстве/ Г. Л. Осипов, В.Е. Коробков, A.A. Климухин и др.; Под ред. Г.Л. Осипова. — М.: Стройиздат, 1993. — 96с.: ил. — (Справочник проектировщика).
2. Борискина И.В., Плотников A.A., Захаров A.B.
Проектирование современных оконных систем гражданских зданий. Учебное пособие. — М.: Издательство ACB, 2000. — 175с.
3. Овсянников С.Н. Теплозвукоизоляционное окно
с воздухообменным клапаном // Патент на изобретение № 2170802, 13.04.2000.
