Источники шума и их характеристики

Звуковая среда в городах и зданиях.

Выполнили :

студенты бакалавриата ХГФ

(промышленное и гражданское строительство)

очное отделение

Дмитриев Иван Романович
Игнатов Виктор Геннадьевич

Проверил:

доцент кафедры ФМИ

Горбунов Геннадий Тимофеевич

Содержание:
1. Введение
2. Основные понятия
3. Источники шума и их характеристики
4. Уровни шума в городах.
5. Определение уровней звукового давления в помещениях
6. Звукоизоляция ограждающих конструкций здания
7. Проектирование ограждающих конструкций

(стен, перегородок, перекрытий, дверей, ворот и окон)
8. Список литературы

Введение

Изучая звуковую среду в городах и зданиях, начнем с звука, как Акустика в широком смысле - раздел физики, занимающийся возникновением, распространением и излучением в разных средах упругих волн. Она делится на инфраакустику, акустику в узком смысле (слышимый звук) и ультраакустику. Инфраакустика занимается звуковыми волнами ниже 16 Гц, акустика − слышимый звук − занимается волнами в диапазоне частот 16 Гц -16000 Гц, ультраакустика – звуковыми волнами выше 16000 Гц.

Акустика как наука зародилась в древней Греции. Acusticus– относящаяся к слуху. «Акуо» – в переводе с древнегреческого означает «слушаю». Акустика занималась тогда обеспечением хорошей слышимости оратора или музыканта в форумах, театрах, храмах, стадионах и других публичных архитектурных сооружениях. Так появилась архитектурная акустика(arhitectura– главный строитель).

Немного раньше, но примерно в то же время, в связи с появлением музыки и изготовлением музыкальных инструментов, возникла музыкальная акустика. В средние века она получила высококачественное развитие и достигала очень больших успехов. Достаточно вспомнить созданные тогда непревзойденные до сих пор органы, скрипки, виолончели и другие классические музыкальные инструменты.

Во второй половине XIX века стала развиваться физиологическая акустика. К тому времени обозначились новые знания о сложных и совершенных физиологических устройствах человека: для приема и анализа звуков − слуховом аппарате и для излучения звука− голосовом аппарате. То и другое для человека должно хорошо функционировать, поэтому важны их профилактика и лечение для всех нас, но особенно для ораторов и артистов.

В начале XX века появилась техническая акустика и электроакустика − науки об искусственно созданных человеком приемниках и излучателей звука: микрофонах, гидрофонах, громкоговорителях, шумомерах и многих других акустических технических устройств. Без них теперь немыслимы первостепенные компоненты современной цивилизации и перспективы её развития: телефон, радио, гидролокация, ультразвуковое исследование, телевидение, кино, Интернет и т.д.

Со второй половины XX века бурный рост промышленности, транспорта и городов привел к росту шума в мире, стала развиваться строительная акустика (акустика строений) – акустика современных жилых, общественных и промышленных зданий. Она включила в себя традиционную архитектурную акустику. Строительная акустика (другие её названия: архитектурная и архитектурно-строительная акустика, акустика зданий) занимается в местах работы, пребывания и отдыха людей решением двух главных задач. Первая − защита от шума, вторая − акустическое благоустройство звучанию качественной речи и музыки.

В настоящее время без решения этих двух задач стало затруднительно, а часто и невозможно, ввести в строй и эксплуатировать: соременные больницы, школы, вузы, жильё, учреждения, заводы, скоростные дороги, концертные залы, супермаркеты, гостиницы и многое другое. Без решения этих задач стал проблематичен экспорт и импорт технологий, товаров и услуг. Усилилась роль стандартов, особенно международных. В приложении к книге представлены наименования и номера более 600 международных, европейских и национальных стандартов, относящихся, так или иначе, к строительной акустике.

Новая книга автора учитывает опыт преподавания строительной акустики на инженерно-строительном факультете Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Живое общение автора со студентами в наступившие сейчас годы обновления России включает лекции, домашние задания, курсовые проекты, экскурсии на передовые предприятия, коллоквиумы, зачеты и экзамены. С учетом развития акустической науки, международной стандартизации, всеобщей компьютеризации, мобильной связи и Интернета, в книге появилось всё то новое, полезное и злободневное, что расширяет использования её для профессионалов − инженеров, исследователей и преподавателей.

Основные понятия

С физической точки зрения звук — это колебательное движение в любой материальной, т. е. обладающей упругостью и инерционностью среде.

Звуковой волной называют процесс распространения колебательного движения в среде.

Звуковые волны возникают в том случае, когда в упругой среде имеется колеблющееся тело или когда частицы упругой среды (газообразной, жидкой или твердой) приходят в колебательное движение вследствие воздействия на них какой-либо возмущающей силы. При этом энергия передается от источника с помощью звуковых волн, а частицы упругой среды совершают только колебательные движения по отношению к положению равновесия, как это показано на рис. 7.1.

При распространении звуковой волны следует различать два совершенно разных явления: движение частиц среды в волне и перемещение самой волны в среде. Обычно колебательные скорости частиц среды в несколько тысяч раз меньше скорости звука.

Фронтом звуковой волны называют поверхность, проходящую через частицы среды, совершающие колебания в одной и той же фазе. Направление распространения звука в каждой точке фронта является нормалью к его по­верхности. Различают три типа звуковых волн, отличающихся друг от друга формой фронта: плоские, имеющие фронт в виде плоскости, нормальной к направлению распространения, шаровые с фронтом в виде сферы и ци­линдрические форма фронта которых имеет вид боковой поверхности цилиндра. Звуковое поле обычно может быть

Представлено как поле плоской волны, если линейные размеры источника ве­лики по сравнению с длиной излучаемой им волны или если рассматриваемая зона звукового поля находится на достаточно большом (по сравнению с длиной волны) расстоянии от источника.

Выписка из СНиПа:
Настоящие нормы и правила должны соблюдаться при проектировании защиты от шума для обеспечения допустимых уровней звукового давления и уровней звука в помещениях на рабочих местах в производственных и вспомогательных зданиях и на площадках промышленных предприятий, в помещениях жилых и общественных зданий, а также на селитебной территории городов и других населенных пунктов.

Защиту от шума следует выполнять в соответствии с ГОСТ 12.1.003–76. Защиту от шума строительно-акустическими методами следует проектировать на основании акустического расчета и предусматривать для снижения уровня шума:

а) применение звукоизоляции ограждающих конструкций; уплотнение по периметру притворов окон, ворот, дверей; звукоизоляцию мест пересечения ограждающих конструкций инженерными коммуникациями; устройство звукоизолированных кабин наблюдения и дистанционного управления; укрытий; кожухов в соответствии с разделом 6 настоящих норм;

б) применение звукопоглощающих конструкций и экранов в соответствии с разделом 7 настоящих норм;

в) применение глушителей шума, звукопоглощающих облицовок в газовоздушных трактах вентиляционных систем с механическим побуждением и систем кондиционирования воздуха и газодинамических установок в соответствии с разделами 8 и 9 настоящих норм;

г) осуществление планировки и застройки селитебной территории городов и других населенных пунктов в соответствии с главой СНиП по планировке и застройке городов, поселков и сельских населенных пунктов, а также применение экранов и зеленых насаждений в соответствии с разделом 10 настоящих норм.

В проекте должны быть определены технико-экономические показатели принятых технических решений по защите от шума.

Используемые в проектах звукоизоляционные, звукопоглощяющие и вибродемпфирующие материалы должны быть несгораемыми или трудносгораемыми.

Источники шума и их характеристики

Уровень шумав квартирах зависит от расположения дома относительно источников шума, внутренней планировки помещений различного назначения, звукоизоляции конструкций здания, оснащения его инженерно-технологическим и санитарно-техническим оборудованием.

Источники шумав окружающей человека среде можно разделить на две большие группы - внутренние и внешние. К внутренним источникам шума, прежде всего, относятся инженерное, технологическое, бытовое и санитарно-техническое оборудование, а также источники шума, непосредственно связанные с жизнедеятельностью людей. Внешними источниками шума являются различные средства транспорта (наземные, водные, воздушные), промышленные и энергетические предприятия и учреждения, а также различные источники шума внутри кварталов, связанные с жизнедеятельностью людей (например, спортивные и игровые площадки и др.).

Инженерное и санитарно-техническое оборудование - лифты, насосы для подкачки воды, мусоропровод, вентиляционные установки и др. (более 30 видов оборудования современных зданий) - иногда создают шум в квартирах до 45-60 дБА.

Источниками шума являются также музыкальная аппаратура, инструменты и бытовая техника (кондиционеры, пылесосы, холодильники и др.).

Во время ходьбы, танцев, передвижении мебели, беготни детей возникают звуковые колебания, передающиеся на конструкцию перекрытий, стены и перегородки и распространяющиеся на большое расстояние в виде структурного шума. Это происходит вследствие сверхмалого затухания звуковой энергии в материалах конструкции зданий.

Вентиляторы, насосы, лифтовые лебедки и другое механическое оборудование зданий являются источниками как воздушного, так и структурного шума. Например, вентиляционные установки создают сильный воздушный шум. Если не принять соответствующие меры, этот шум распространяется вместе с потоком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные решетки проникает в комнаты. Кроме того, вентиляторы, как и другое механическое оборудование, в результате вибрации вызывают интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания в виде структурного шума легко распространяются по конструкциям зданий и проникают даже в далеко расположенные от источников шума помещения. Если оборудование установлено без соответствующих звуко- и виброизолирующих приспособлений, в подвальных помещениях, фундаментах образуются колебания звуковых частот, передающиеся по стенам зданий и распространяющиеся по ним, создавая шум в квартирах.

В многоэтажных зданиях источником шума могут быть лифтовые установки. Шум возникает во время работы лебедки лифта, движения кабины, от ударов и толчков башмаков по направляющим, клацанья поэтажных выключателей и, особенно, от ударов раздвижных дверей шахты и кабины. Этот шум распространяется не только по воздуху в шахте и лестничной клетке, но, главным образом, по конструкциям зданий вследствие жесткого крепления шахты лифта к стенам и перекрытиям.

Уровень шума, проникающего в помещения жилых и общественных зданий от работы санитарно-технического и инженерного оборудования, в основном зависит от эффективности мероприятий по шумоглушению, которые применяют в процессе монтажа и эксплуатации.

Практически уровень звука в жилых комнатах от различных источников шума может достигать значительной величины, хотя в среднем он редко превышает 80 дБА. Наиболее распространенным источником городского (внешнего) шума является транспорт: грузовые автомашины, автобусы, троллейбусы, трамваи, а также железнодорожный транспорт и самолеты гражданской авиации. Жалобы населения на шум транспорта составляют 60% всех жалоб на городской шум. Современные города перегружены транспортом. На отдельных участках городских и районных магистралей транспортные потоки достигают 8000 единиц в 1 ч. Наибольшая транспортная нагрузка приходится на улицы административно-культурных центров городов и магистралей, связывающих жилые районы с промышленными узлами. В городах с развитой промышленностью и городах-новостройках значительное место в транспортном потоке занимает грузовой транспорт (до 63-89%). При нерациональной организации транспортной сети транзитный грузовой поток проходит через жилые районы, места отдыха, создавая на прилегающей территории высокий уровень шума.

Так, например, анализ шумав городах Украины показывает, что большинство городских магистральных улиц районного значения по уровням шума относятся к классу 70 дБА, а городского значения - 75-80 дБА. В городах с населением более 1 млн человек на некоторых магистральных улицах уровень звука составляют 83-85 дБА. СНиП II-12-77 допускают уровень шума на фасадах жилых зданий, выходящих на магистральную улицу, равный 65 дБА. Принимая во внимание тот факт, что звукоизоляция окна с открытой форточкой или фрамугой не превышает 10 дБА, вполне понятно, что шум превышает допустимые показатели на 10-20 дБА. На территории микрорайонов, мест отдыха, в зонах лечебных и вузовских городков уровень акустического загрязнения превышает нормативный на 27-29 дБА. Транспортный шум на примагистральной территории стойко сохраняется в течение 16-18 ч/сут, движение затихает лишь на короткий период - с 2 до 4 ч. Уровень транспортного шума зависит от величины города, его народнохозяйственного значения, насыщения индивидуальным транспортом, системы общественного транспорта, плотности улично-дорожной сети.

С ростом количества населения коэффициент акустического дискомфорта возрос с 21 до 61%. Среднестатистический город Украины имеет площадь акустического дискомфорта примерно 40% и приравнивается к городу с населением 750 тыс. человек. В общем балансе акустического режима удельный вес шума автотранспорта составляет 54,8-85,5%. Зоны акустического дискомфорта увеличиваются в 2-2,5 раза при увеличении плотности улично-дорожной сети.

На шумовой режим, особенно больших городов, значительно влияют шумы железнодорожного транспорта, трамваев и открытых линий метрополитена. Источниками шума во многих городах и пригородных зонах являются не только железнодорожные вводы, но и железнодорожные станции, вокзалы, тягловое и путевое хозяйства с операциями погрузки и разгрузки, подъездные дороги, депо и т. п. Уровень звука на прилегающих к таким объектах территориях может достигать 85 дБА и более. Анализ шумового режима жилой застройки, размещенной вблизи железнодорожных путей Крыма, показал, что на этих территориях акустические показатели шумового режима выше допустимых на 8-27 дБ А днем и 33 дБА ночью. Вдоль железнодорожных путей образуются коридоры акустического дискомфорта шириной 1000 м и более. Средний уровень шума громкоговорящей связи на станциях на расстоянии 20-300 м достигает 60 дБА, а максимальный - 70 дБА. Эти показатели высокие и вблизи сортировочных станций.

В крупных городах все большее распространение приобретают линии метрополитена, в том числе открытые. На открытых участках метрополитена уровень звука от поездов составляет 85-88 дБА на расстоянии 7,5 м от пути. Почти такие же уровни звука характерны и для городского трамвая. Акустический дискомфорт от рельсового транспорта дополняется вибрацией, которая передается конструкциям жилых и общественных зданий.

Шумовой режим многих городов в значительной мере зависит от расположения аэропортов гражданской авиации. Использование мощных самолетов и вертолетов в сочетании с резким повышением интенсивности воздушных перевозок привело к тому, что проблема авиационного шума во многих странах стала чуть ли не главной проблемой гражданской авиации. Установлено, что авиационный шум в радиусе до 10-20 км от взлетно-посадочной полосы неблагоприятно влияет на самочувствие населения.

Уровни шума в городах.

Шумы нормируют исходя из допустимого воздействия их на организм человека, т. е. воздействия, при котором шум или вообще не оказывает влияния на самочувствие человека или это влияние незначительно.

Допустимые уровни звукового давления на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, в жилых и общественных зданиях, а также на территории жилой застройки и промышленных объектов строго нормируются действующими в Российской Федерации в законодательном порядке санитарными нормами. Шумы нормируются в восьми октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Для ориентировочной оценки шума допускается пользоваться общим уровнем шума, измеренным по шкале А шумомера. Общий уровень шума именуется «уровнем звука», дБА.

При нормировании допустимого уровня звукового давления учитывается физиологическое воздействие на человека звуков различной частоты. Поэтому допустимые уровни звуковых давлений в различных октавных полосах различны. Например, для помещений конструкторских бюро и помещений приема больных в здравпунктах допустимый уровень звукового давления в октавной полосе среднегеометрических частот 63 Гц равен 71 дБ, 1000 Гц —45 дБ, а 8000 Гц —только 38 дБ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: