Анализ шумового загрязнения в крупных городах на примере улицы Восстания г. Казани

А.В. Танеева

АНАЛИЗ ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В КРУПНЫХ ГОРОДАХ НА ПРИМЕРЕ УЛИЦЫ ВОССТАНИЯ Г. КАЗАНИ

В статье показано негативное влияние шумового загрязнения от автомобильного транспорта на организм человека. Рассмотрено, какие факторы автомобильного транспорта влияют на шумовое загрязнение в городах. Рассчитан уровень внешних автотранспортных шумов на ул. Восстания г. Казани. Рассмотрены основные мероприятия по снижению шума от автотранспорта.

Ключевые слова: шумовое загрязнение, автомобильный транспорт.

Транспортный шум является одним из наиболее опасных параметрических загрязнений окружающей среды. Шум от автотранспорта - это самый распространенный вид неблагоприятного экологического воздействия на организм человека. Транспортные средства являются источниками внешних шумов, которые достигают величин порядка 79-92 дБА, при нормальном уровне в 55-65 дБА.

На уровень шума влияет ряд факторов:

• Интенсивность транспортного потока. Наибольшие уровни шума регистрируются на магистральных улицах больших городов при интенсивности движения 2-3 тыс. авто/ч.

• Скорость транспортного потока. При увеличении скорости транспортных средств происходит возрастание шума двигателей, шума от колес. Показано, что резкое изменение режима движения транспорта (разгон, торможение, обгон, остановка) влияют на уровень шума в пределах 2-3 дБА. При пересечении дорог на разных уровнях, слиянии потоков одинаковой интенсивности и состава, на перекрестках с регулируемым движением средний уровень шума увеличивается на 2-3 дБА.

• Состав транспортного потока. Грузовой транспорт создает большее шумовое воздействие по сравнению с пассажирским, поэтому возрастание доли грузового подвижного состава в транспортном потоке приводит к общему возрастанию шума.

• Тип двигателя. Сравнение двигателей соизмеримой мощности позволяет провести их ранжирование по возрастанию уровня шума - электродвигатель, бензиновый двигатель, дизель, паровой, газотурбинный двигатель.

• Тип и качество дорожного покрытия. Наименьший шум создает асфальтовое покрытие, затем по возрастающей - бетонное, брусчатое, каменное и гравийное. Неисправное дорожное покрытие любого типа,

имеющее выбоины, раскрытые швы и нестыковки поверхностей, а также ямы и проседания, вызывает повышенный шум.

• Планировочные решения территорий. Продольный профиль и извилистость улиц, наличие разноуровневых транспортных развязок и светофоров влияют на характер нагрузки двигателей, а, следовательно, и на создаваемый шум. Высота и плотность застройки определяют дальность распространения шума от магистралей. Так, ширина зон акустического дискомфорта вдоль магистралей в дневные часы может достигать 7001000 м в зависимости от типа прилегающей застройки.

• Наличие зеленых насаждений. Вдоль магистралей с обеих сторон предусматривают санитарно-защитные зоны, в которых высаживают деревья. Лесопосадки препятствуют распространению шума на близлежащие территории [1].

Автотранспортный шум негативно влияет на организм человека. Вегетативная нервная система человека на любой шум реагирует отрицательно. Привыкания человека к шуму не происходит. Шум свыше 80 дБА вреден для человека. Болевой порог лежит в пределах 120-130 дБА, а предел переносимости определяется величиной 154 дБА. При этом возникает удушье, сильная головная боль, нарушение зрительных восприятий, тошнота. Интенсивность шума, возникающего при движении транспортных средств, составляет: для легкового автомобиля 70-80 дБА, для грузового автомобиля - 80-90 дБА, автобуса - 80-85 дБА, мотоцикла - 85100 дБА, трамвая - 75-95 дБА. Помимо интенсивности шума на организм человека влияет продолжительность шумового воздействия. Большая продолжительность воздействия шума оказывает вредное влияние на слух и общее здоровье человека. С воздействием шума связаны рост нервных, сердечно-сосудистых заболеваний, развитие язвенной болезни и тугоухости у городского населения; шум также оказывает воздействие на центральную нервную систему, вызывая переутомление и истощение клеток коры головного мозга [2-4].

Улица Восстания г. Казани относится к магистральной дороге регулируемого движения и служит для транспортной связи между районами города на отдельных направлениях и участках преимущественно грузового движения, выходы на внешние автомобильные дороги, пересечения с улицами и дорогами на одном уровне [5]. Основные параметры магистральной дороги регулируемого движения представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры магистральной дороги

Расчетная скорость движения, км/ч 80

Ширина полосы движения, м 3,5

Число полос движения 2 - 6

Наименьший радиус кривых в плане, м 400

Наибольший продольный уклон, %о 50

Интенсивность движения автомобилей на различных участках улицы Восстания в час-пик составляет от 3003 до 3736 авто/ч, средняя скорость от 57 до 75 км/ч, количество грузовых автомобилей и общественного транспорта в потоке - 20%, ширина улицы от 18 до 29 м.

В работе оценивается шумовой режим в помещениях и в 2 м от здания.

1. Определяются допустимые уровни шума £дэкв.доп. в дневной период времени:

• для расчетной точки, расположенной в 2 м от наружной стены здания;

• для жилых помещений в здании.

В таблице 2 представлены допустимые уровни звука, дБА [4].

Таблица 2. Допустимые уровни звука

Назначение помещений или территорий Допустимые уровни звука Аа ЭКВ.ДОП.' дБА

Жилые здания с 7 до 23 ч с 23 до 7 ч

Жилые комнаты квартир 40 30

Жилые комнаты в общежитиях и гостиницах 45 35

Территории жилой застройки в 2-х м от здания 55 45

Улица Восстания на участке между улицами Короленко и Восход проходит в непосредственной близости от застройки, поэтому необходимо рассчитать уровень внешних шумов и при необходимости принять меры по снижению воздействия шума.

Внешний автотранспортный шум по улице Восстания на участке между улицами Короленко и Восход определяется по формуле:

Ьа. экв. = 1010# + 13.31 дУ + 8А1др + №501,

где: La.экв. - прогнозируемый эквивалентный уровень шума (дБА); N -интенсивность движения (авто/час), Nmax = 3736 авт/ч; V - скорость движения (км/ч), Vmax = 75 км/ч; р - процентное содержание в потоке грузовых автомобилей, р = 20%; ДL50i - прогнозируемая величина снижения уровня звука транспортных средств (дБА), ДL50i = 5. Следовательно,

1а. экв. = 101^3736 + 13.31Л75 + 8.41^20 + 5 = 76,59 дБА.

Это высокий расчетный уровень шума, поэтому обходимо принять меры по снижению его воздействия.

При проектировании шумозащитных мероприятий сложность достижения требуемого снижения уровней шума можно оценить следующим образом (табл. 3):

Таблица 3. Оценка сложности достижения требуемого снижения уровня шума

Требуемое снижение шума, дБА 5 10 15 20

Сложность достижения результатов Легко Достижимо (возможно) Сложно Очень сложно

Известно, что снижение уровней шума наиболее эффективно в диапазоне интенсивностей движения в час пик до 400 авт/ч, когда уменьшение интенсивности, например, на 200 авт/ч приводит к снижению уровня шума на 1,5 дБ. Изменение же интенсивности от 2000 авт/ч до 1500 авт/ч снижает уровень шума транспортного потока всего на 0,5 дБ. По улице Восстания на участке между улицами Короленко и Восход интенсивность движения автомобилей в час пик составляет от 3003 до 3736 авт/ч, средняя скорость от 57 до 75 км/ч, количество грузовых автомобилей и общественного транспорта в потоке - 20%, ширина улицы от 18 до 29 м.

Рассмотрим три варианта снижения транспортных шумов:

1. Если уровень транспортного шума не превышает допустимые нормы более чем на 15 дБ, а увеличение расстояния до жилой застройки невозможно, то необходимо предусматривать специальные шумозащитные сооружения. Существенное влияние на снижение транспортного шума оказывают препятствия в виде шумозащитных барьеров (экранов), галерей, грунтовых валов. Шумозащитные барьеры являются элементами повышенной опасности. Для повышения безопасности барьеры выносятся за границу полосы отвода автомобильной дороги, выполнены комбинированными с ограждениями, защищены ограждениями.

Если жилая застройка расположена с обеих сторон от автомобильной дороги, то отражение шума от поверхности барьера привести к его увеличению в жилой застройке. Для этого применяется шумопоглощающие барьеры, которые в результате поглощения звуковой энергии в отличие от шумоотражающих не вызывают увеличения уровней шума на противоположной стороне и в салонах проезжающих автомобилей (рис. 1).

Рис.1. Схема распространения шума при устройстве барьера: а - шумоотражающего; б -

шумопоглощающего

Для придания шумозащитным барьерам лучшего внешнего вида сажают декоративные растения, которые, украшая дорогу и частично устраняя однообразный вид барьера, усиливают шумопоглощающее действие барьера, особенно в летнее время.

2. Разработка снижения шума средствами организации движения осуществляется, если значения уровней шума превышают допустимые не более чем на 3 дБ. К таким средствам относятся: снижение скоростей движения, уменьшение задержек автомобилей на пересечениях, распределение потоков автомобилей по параллельным маршрутам, обеспечение постоянной скорости движения автомобилей по дороге без переключения передач. Снижение средней скорости движения на 10 и 20 км/ч приводит к уменьшению уровня звука на 1,5 и 3,5 дБ соответственно.

Для снижения уровней звука транспортных потоков в жилой зоне устраиваются покрытия из мелкощебенистого асфальтобетона, а при применении шероховатых поверхностных обработок используется щебень не крупнее 10 мм.

3. Эффективность снижения шума зелеными насаждениями зависит от конструкции посадки, подбора древесно-кустарниковых пород, плотности и густоты крон, возраста посадок. Конструкция шумозащитных полос зеленых насаждений обеспечивает плотное смыкание пространства под кронами до поверхности земли или его заполнение густым кустарником. По периметру полос устраивают живую изгородь из кустарников. Вследствие большей шумозащитной эффективности наиболее целесообразна шахматная посадка. Высота деревьев и шумозащитных посадок не менее 5-8 м, а ширина каждой полосы не менее 8 м. Норму посадки деревьев на 1 м2 в шумозащитных полосах принимают выше, чем при обычном озеленении. Полосы зеленых насаждений располагают ближе к источнику шума, но из условий безопасности движения не ближе 9-10 м от кромки проезжей части.

Древесные и кустарниковые породы для создания шумозащитных насаждений подбираются с учетом почвенных условий каждого участка, а

также биологических, хозяйственных, специфических снегозадерживающих свойств деревьев и кустарников, их устойчивости против воздействия соли, применяемой для борьбы с гололедом. Предпочтение отданы породам с высоким удельным весом «зеленой массы», густым ветвлением, плотностью крон и хорошим порослевым возобновлением, быстрым ростом в первые годы после посадки, не подверженным снеголому [6].

Проведя оценку экологического состояния в зоне действия автомобильной дороги и определив, что шумовые загрязнения превышают нормы ПДУ, необходимо запланировать защитные мероприятия по улучшению экологической ситуации, т.е. необходимо высадить четыре ряда хвойных деревьев (ширина полосы 15 м): ели, лиственницы сибирской, а также кустарники в двухъярусной живой изгороди из дерна белого, клена татарского, акации желтой, жимолости татарской. В этом случае уровень шумового загрязнения снизится на 8-10 дБА.

Источники

1. Сафронов Э.А. Транспортные системы городов и регионов. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. 272 с.

2. Немчинов М.В., Систер В.Г., Силкин В.В. Охрана окружающей среды при проектировании и строительстве автомобильных дорог. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004. 240 с.

3. Павлова Е.И. Экология транспорта. М.: Высшая школа, 2006. 344 с.

4. Кулеев М.Т., Хабибуллина Э.Н. Дороги и окружающая среда. Казань: Изд-во Казанского гос. университета, 1990. 112 с.

5. СНиП 2.05.02-85*. «Автомобильные дороги».

6. Методические рекомендации по озеленению автомобильных дорог. ОДМ 218.011-98. «Автомобильные дороги общего пользования».

Зарегистрирована 17.09.2010 г.