Разработка организационно технических решений по снижению уровня шума в жилых районах, прилегающих к автомобильной трассе Таврида

Аннотация. Шум является одной из форм параметрического загрязнение окружающей природной среды, а транспортный шум - это превышение естественного уровня шума, вызванного работой двигателей, колесами, тормозами и аэродинамическими свойствами транспортного средства. Как известно, автомобильный транспорт, кроме физического и химического загрязнения (пыль, ядовитые химические вещества), вызывает вредное для человека шумовое загрязнение окружающей среды. Оно особенно заметно вблизи автомагистралей с интенсивным движением. Уровень шума, созданного плотным транспортным потоком, зависит от: скорости движения, интенсивности движения и плотности транспортного потока, типа автомобилей и их технического состояния. В статье делается попытка разработки организационно-технических решений по снижению шума в жилых районах на трассе, которая только строится, Таврида.
Ключевые слова: шумоизоляция, снижение уровня шума, шумозащитный экран.
Развитие человечества сопровождается все большим отрывом от природной среды и усилением влияния техногенной среды. Растут неблагоприятные последствия в виде негативного воздействия на окружающую среду техногенных факторов, к которым относится шум транспортных потоков. Все это приводит к возникновению противоречий между человеком и природой, с одной стороны, и техногенной средой, и человеком - с другой.
Выходом из этого положения является решение проблем адаптации техногенной среды к естественному состоянию путем минимизации величины дополнительных факторов, влияющих на окружающую среду, вызванных за счет деятельности человека. На сегодня в обществе остро ощущается неудовлетворительное состояние дел в сфере акустической безопасности населения, негативно влияет, прежде всего, на здоровье людей и на финансово-экономических деятельность промышленности РФ. Это вызывает беспокойство как со стороны населения, так и со стороны законодателей, поэтому в Законе РФ «Об обеспечении санитарного и эпидемического благополучия населения» [1] речь идет о защите населения нашего государства от вредного воздействия шума и других негативных факторов.
Транспортный шум является основным акустическим загрязнителем практически всех современных городов, а его вклад в общую долю шума в жилых зонах составляет 60-80%. Изучению акустических характеристик транспортных потоков и снижению вредного воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду посвящено большое количество исследований.
Этот вопрос изучали А.З. Филиппов, В.В. Рудзинский, А.А. Загородний, Ю.В. Буральов А.П. Буслаев, К. Гофман, А. А. Гусев, JI.B. Дунаевский, А. А. Корбут, А.И. Ларионов и другие. Для современного этапа развития общества до сих пор актуальной социально-экономической и экологической проблемой является разработка эффективных мероприятий по борьбе с вредным воздействием транспортного и производственного шума и оценка их экономической эффективности.
Цель работы заключается в определении основных направлений снижения шумового загрязнения окружающей среды и обоснование их экономической эффективности.
Шумовое загрязнение является одним из самых распространенных источников экологических жалоб. Особенно в густонаселенных городских и жилых районах вблизи автомагистралей, железных дорог и аэропортов [2].
В странах Европы шумовое загрязнение считается одной из самых серьезных экологических проблем, а одной из главных проблем негативного антропогенного воздействия на человека считается транспортный шум. На протяжении последних десятилетий, от действия автотранспорта, наряду с загрязнением вредными токсичными веществами окружающей среды, стремительно растет уровень акустического загрязнения. Это объясняется постоянным ростом интенсивности движения автомобильного транспорта, общим увеличением мощности двигателей автомобилей и увеличением скорости движения.
Проблема планирования и оптимизации транспортных потоков - одна из самых сложных в современном градостроительстве трассы Тавриды (Керчь-Симферополь-Севастополь), которая будет крупнейшей в Крыму, которая будет проходить через узлы – большие города в Крыму, поэтому актуальным является поиск эффективных технических решений по устранению шума, который воспроизводится трассой. Ее решение требует:
- правильного расположения автомагистралей относительно жилых и производственных городских зон;
- вынесения наиболее интенсивных потоков грузового транспорта за пределы города на изолированные кольцевые дороги; качественного покрытия проезжей части дороги;
- сооружения вдоль автомагистралей защитных шумопоглощающих экранов и тому подобное.
Основными источниками шума в городе являются: автомобильный, рельсовый и воздушный транспорт; промышленные предприятия; шум на строительных площадках; уличный шум (уличное движение в центре города и на основных городских магистралях). В городах 80-90% уровня шума создается транспортными потоками, вблизи автомагистралей уровень его интенсивности достигает 70-78 дБ. Кроме того, значительным источником шума является железнодорожный транспорт, особенно вблизи железнодорожных вокзалов и путей.
Нарушение акустического режима отмечается в случаях, когда промышленная территория непосредственно прилегает к жилым массивам. Наибольшие уровни шума наблюдаются на частотах 500-1000 Гц, то есть в зоне наибольшей чувствительности органа слуха. Наибольшая интенсивность производственного шума достигает уровня в 105-130 дБ.
В городах с высоким уровнем шума продолжительность жизни сокращается на 8 12 лет, а уровень заболеваемости растет в 1,5-2 раза. Шум является причиной 65% случаев бессонница, временной потери работоспособности и снижения уровня производительности труда. Все эти расстройства возникают, когда человек находится под действием шума более 45 дБ. При этом наиболее чувствительными к повышенному уровню шума являются люди в возрасте от 58 лет и старше (71%), а населения в возрасте до 27 лет менее чувствительно к акустического загрязнения (46%) [3].
Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической подавленности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шумовое загрязнение городской среды сильнее всего проявляется ночью. Постоянное пробуждение ночью от сильного шума снижает эффективность отдыха. Подобно химическим загрязнением, шум имеет свойство кумулятивного накопления в организме. Ночью шум в 55 дБ вызывает такие же физиологические эффекты, как днем ​​в 65 дБ [4].
Для борьбы с шумом предусматриваются меры по усилению звуко- и виброизоляции, шумоглушения и звукопоглощение, рациональной организации движения транспортных средств. Конкретные меры шумозащиты можно разделить на защиту от воздействия внешних и внутренних источников [2]. Результаты исследований свидетельствуют о том, что необходимо принимать меры по уменьшению акустической нагрузки на территории городов, где проходит трасса (через жилые массивы), поскольку здесь сконцентрировано большое количество жилых домов, общественных помещений. Кроме того, следует отметить, что обычно уровень шума в городе, предельно приближенный к максимально допустимому уровню (из-за производств, большого количества машин), трасса добавит и увеличит пассажиропоток, что увеличит уровень шума в таких городах как Керчь, Симферополь и Севастополь.
В борьбе с транспортным шумом на трассе Таврида следует использовать комплекс мер, среди которых архитектурно-планировочные, технические, хозяйственные, организационные, административные меры [3]. К архитектурно-планировочным и техническим мероприятиям относятся экранирование территории вдоль магистралей.
Для защиты от вредного воздействия шума и уменьшение уровня шума, используют шумозащитные экраны, которые предназначены для приведения акустических загрязнений до нормативных предельно допустимых уровней. Шумозащитный экран представляет собой сборно-разборную конструкцию, состоящую из набора акустических панелей (состоит из корпуса, выполненного из холоднокатаной стали, с односторонней щелевой перфорацией и внутренне шумопоглощающего материала), которые монтируются в металлические стойки.
Установка экрана позволяет уменьшить шумовое загрязнение на 30-40 децибел. Шумозащитные экраны устанавливаются вблизи транспортных магистралей, проходящих мимо жилых и офисных районов, у строительных площадок, на мостах, переходах, возле АЗС, промышленных установок и других источников шума. В зависимости от типа экрана используемые материалы могут значительно отличаться. Схема защитной панели показаны на рисунке 1.
INCLUDEPICTURE "http://tribotehnika.com/images/content/Shema.jpg" \* MERGEFORMATINET
Рисунок 1 – Схема защитной панели для трассы Таврида
Для прозрачных и тонированных экранов используется в основном безопасное оргстекло. Некоторые из них без ущерба для акустических свойств конструкции достраиваются воротами для проезда автотранспорта и сусекам для прохода людей [5].
Также предлагается установить низко-шумовые асфальты и тротуары, а также шумоизоляционные уличные препятствия в густонаселенных районах. Малошумные шины также теперь доступны на рынке. Эти меры показали, что могут быть достаточно эффективными в снижении уровня шума дорожного движения, особенно, когда они используются в комплексе.
Дорожные покрытия значительно улучшилась в последние годы. Одним из альтернативных мер уменьшения уровня шума является использование шумопоглощающего асфальта при строительстве дорог. Шумопоглощающий асфальт - дорожное покрытие с асфальта снижает шум, причем поглощения шума достигается главным образом благодаря высокой пористости такого асфальта - 26% составляет объем полостей (в обычных асфальтовых покрытиях он составляет около 6%). Так, применение такого асфальта в Германии позволило снизить на дорогах уровень шума на 4-6 дБ [8].
Большое значение в снижении уровня уличного шума имеет ширина улиц. Увеличение ее с 20 до 40 метров содействие в одинаковых условиях снижению шума на 4-6 дБ. Дома, расположенные торцом к автомагистралям, снижают уровень шумового загрязнения. Этому же способствует устранению дефектов дорожного покрытия, а также уменьшение транспортных развязок, переходов, позволяет транспорта двигаться без лишних остановок.
Одним из эффективных приемов по уменьшению уровня шума в городах является применение полос зеленых насаждений, особенно вдоль автомагистралей с интенсивным движением. Следует отметить, что специальные полосы зеленых насаждений имеют комплексный характер защитного действия - защита от шума, выхлопных газов автотранспорта, абсорбция пыли и других вредных веществ, загрязняющих воздух, улучшение микроклиматических показателей городской среды, положительная психологическая и эстетическая действие на население. Все это значительно повышает значимость озеленения, как градостроительного средства шумозащиты [8].
Защитные насаждения в городах могут использоваться как самостоятельные средства шумозащиты, так и вместе с другими инженерными шумозащитными сооружениями. В больших городах вдоль автодорог с интенсивным движением на расстоянии 10-20 метров от них располагают природные (кустарники, небольшие деревья) или искусственные противошумные барьеры.
На расстоянии до 30 метров от края проезжей части дороги размещают только малоэтажные здания (как правило, не жилые). Жилую застройку осуществляют замкнутыми или полузамкнутых кварталами, внутри которых основную шумопоглощающую роль играют зеленые насаждения. При возведении зданий с целью уменьшения вредного влияния шума используют шумопоглощающие отделочные материалы, стеклопакеты с двойными или тройными рамами.
Одним из важнейших мероприятий по уменьшению шумового загрязнения является нормирование уровня шума, целью которого является научное обоснование и создание безвредного для здоровья человека оптимального уровня шумового фона. Допустимым считают уровень шума, длительное воздействие которого приводит к возникновению негативных изменений в физиологических реакциях и в субъективном самочувствии чувствительных к шуму людей [2].
Техногенные источники влияют на человека, живую природу и производительные силы общества. Расходы на компенсацию их влияния характеризует экономический ущерб для общества.
Экономический анализ дает возможность сравнить между собой расходы на защитные мероприятия и соответствующие выгоды, оцениваемые по отвлеченном и ликвидируемом убытках. Первичный эффект проявляется в снижении влияния антропогенных факторов на окружающую среду, а конечный социально-экономического эффект дает оценку защитным мерам.
Социальный эффект наблюдается в снижении заболеваемости населения, улучшении условий работы и отдыха. При этом возникает необходимость стоимостной оценки эффективности или ущерба любых изменений окружающей среды, которая адекватно бы отражала соответствующие изменения в экономической системе.
Расходы на компенсацию последствий воздействия антропогенных факторов соответствуют величине экономического ущерба. Данные факторы выступают в неразрывной взаимосвязи и создают информационную базу для разработки эмпирической методики определения ущерба. При этом экономический результат нельзя отделять от социального.
Преимущество от реализации защитных мер по уменьшению воздействия техногенных факторов на окружающую среду должна иметь экономико-социальный характер. В качестве общепринятого социального показателя оценки различных видов опасности для человека принята вероятность риска. Уровне риска для человека в обычных условиях, изменяются в интервале от 10-3 до 10-2.
Поскольку абсолютная величина риска, принципиальным образом, не может быть уменьшена до 0, любая деятельность человека неизбежно связана с опасностью (аксиома потенциальной опасной деятельности), существует концепция приемлемого риска, согласно которой, с помощью различного рода мероприятий (при уровне приемлемых расходов), риск уменьшается до любой приемлемой величины.
Шумовое загрязнение городов является одной из самых актуальных экологических проблем современности, поскольку оно вызывает быстрое нарушение природного баланса в экосистемах, снижает качество жизни, наносит вред здоровью человека. По результатам проведенных исследований установлено, что для снижения акустического загрязнения на трассе Таврида следует внедрять следующие мероприятия:
• для определения и контроля акустического загрязнения необходимо составить полную шумовую карту города
• для ограничения транспортного шума необходимо более рационально распределять транспортные потоки, особенно грузового и транзитного транспорта, вынести его за пределы города совершенствовать дорожные конструкции и поддерживать их в надлежащем состоянии;
• для общественных перевозок применять в большем количестве троллейбусы, как транспорт, меньше создает шумовое загрязнение;
• ограничивать скорости движения на улицах города и дорогах, стараясь избегать резкого торможения и ускорения транспорта;
• применять рациональную организацию дорожного движения;
• усиливать контроль за техническим состоянием транспорта, находящегося в частной собственности населения, поскольку значительная его часть не соответствует техническим требованиям;
• в жилых районах для уменьшения уровня шума необходимо создавать дополнительные полосы зеленых насаждений, как на внутриквартальных, так и на прилегающих к магистралям территориях;
• устанавливать искусственные шумозащитные экраны различных конструкций.
Применение комплекса указанных мероприятий и продуманная инфраструктура города занимает центральное место в уменьшении уровня транспортного шума. Устройство автомагистралей активной технологией управления движением позволит «менеджерам движения» следить за условиями движения и выбирать оптимальные скоростные режимы, способствующие уменьшению шума и вибрации на дорогах с интенсивным движением.
Список использованной литературы:
ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (с изменениями на 26 июля 2019 года)
ГОСТ 31327–2006. Метод сравнения данных по шуму машин и оборудования. — М.: Изд-во стандартов, 2007.
ГОСТ 31333–2006. Измерение шума легковых пассажирских автомобилей в условиях, соответствующих городскому движению. — М.: Изд-во стандартов, 2007.
Иванов Н. И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: [учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Безопасность жизнедеятельности», специальности «Безопасность технологических процессов и производств»] / Н. И. Иванов.- М.: Логос, 2008.- 424 с.
Елена Ткачева. Крым сориентируют на туристов. [Электронный ресурс]: Информационно-аналитическое агентство «ПортНьюс». — URL: http://portnews.ru/comments/2162/.
Известия. В порту Сочи предлагают открыть круизную линию из Крыма. [Электронный ресурс]: Информационно-аналитическое агентство "Примечания". — URL: http://primechaniya.ru/home/news /noyabr_2016/v_portu_sochi_predlagayut_otkryt_kruiznuyu_liniyu_iz_kryma/.
Стратегия социально-экономического развития Республики Крым до 2030 года. Приложение к Закону Республики Крым от 09 января 2017 года №352-ЗРК/2017. — URL: http://rk.gov.ru/file/strategiya_sotsialjno_ ekonomicheskogo_razvitiya_respubliki_krim_do_2030.pdf
Пассажиропоток аэропорта Симферополь по итогам года превысит 5,2 млн человек - Соколов. [Электронный ресурс]: Информационное агентство Крым ИНФОРМ. — URL: http://www.c-inform.info/news/id/43076.
Росавтодор раскрыл подробности проекта моста через Керченский пролив. [Электронный ресурс]: РИА Крым. — URL: http://crimea.ria.ru/society/20150727/1100541448.html
Заседание президиума Госсовета по вопросам развития транспортной системы Юга России. [Электронный ресурс]: Официальный сайт Президента России. — URL: http://special.kremlin.ru/events/president/news/52898.
Нестяк В.С., Чепурин Г.Е., Ивакин О.В., Усольцев С.Ф. Защитные экраны - резервные возможности для овощеводства // Достижения науки и техники АПК. 2016. №8. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zaschitnye-ekrany-rezervnye-vozmozhnosti-dlya-ovoschevodstva (дата обращения: 03.12.2019).
Шляхова Полина Сергеевна, Матушевская Елена Анатольевна Туристический кластер Крыма: современное состояние и перспективы развития // Крымский научный вестник. 2018. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/turisticheskiy-klaster-kryma-sovremennoe-sostoyanie-i-perspektivy-razvitiya (дата обращения: 03.12.2019).
Алексеев Александр Васильевич, Головин Дмитрий Тимофеевич Применение защитных экранов в подземном строительстве // Academy. 2016. №6 (9). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-zaschitnyh-ekranov-v-podzemnom-stroitelstve (дата обращения: 03.12.2019).
Лукьянец Анастасия Григорьевна Снижение уровня шума в зависимости от структурных параметров насаждений // Научный журнал КубГАУ - Scientific Journal of KubSAU. 2011. №65. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/snizhenie-urovnya-shuma-v-zavisimosti-ot-strukturnyh-parametrov-nasazhdeniy (дата обращения: 03.12.2019).
Евтушенко Анастасия Ивановна Прогнозирование основных тенденций развития транспортной инфраструктуры полуострова Крым // Символ науки. 2017. №5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prognozirovanie-osnovnyh-tendentsiy-razvitiya-transportnoy-infrastruktury-poluostrova-krym (дата обращения: 03.12.2019).
Прокопович Е. А., Прокопович И. В. Оценка эффективности снижения внутреннего шума в легковом автомобиле с помощью звукоизолирующих, звукопоглощающих и вибропоглощающих материалов // Юный ученый. — 2015. — №2. — С. 164-167. — URL https://moluch.ru/young/archive/2/86/ (дата обращения: 03.12.2019).
Деев А. О. Снижение уровня внутреннего шума легковых автомобилей // Молодой ученый. — 2013. — №5. — С. 853-855. — URL https://moluch.ru/archive/52/6733/ (дата обращения: 03.12.2019).
Сердюков А. А. Виды шумозащитных экранов // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 304-306. — URL https://moluch.ru/archive/114/30271/ (дата обращения: 03.12.2019).
Щадинский А. В. Эффективность применения акустических экранов // Молодой ученый. — 2015. — №7. — С. 226-233. — URL https://moluch.ru/archive/87/16818/ (дата обращения: 03.12.2019).
Деркач Наталья Витальевна, Шаповаленко Яна Ивановна Сущность звукоизоляции и способы ее осуществления // Academy. 2017. №11 (26). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/suschnost-zvukoizolyatsii-i-sposoby-ee-osuschestvleniya (дата обращения: 03.12.2019).