Роль автотранспортного шума в создании неблагоприятной экологической ситуации в жилых районах города.

 

 

 

Тема: Роль автотранспортного шума в создании неблагоприятной экологической ситуации в жилых районах города.

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Мария Потапова, ученица 7 класса «А» МОУ СОШ № 19

Руководитель: Ю.С.Левша  учитель физики МОУ СОШ № 19

 

 

 

 

Содержание.

Введение…………………………………………………………...3

Практическая часть……………………………………………….6

Библиографический список……………………………………..19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Транспорт является одним из важнейших элементов материально—технической базы отечественного производства и необходимым условием функционирования современного индустриального общества. Автомобильный транспорт сыграл огромную роль в формировании современного характера расселения людей, в распространении дальнего туризма, в территориальной децентрализации промышленности и сферы обслуживания.

Маневренность, мобильность, высокие скорости доставки грузов и перевозки пассажиров, комфорт поездки и другие положительные качества автомобильного транспорта обеспечили ему повышенные темпы роста. 

Наряду с преимуществом, которое обеспечивает обществу развитая транспортная сеть, ее прогресс так же сопровождается негативными последствиями — отрицательным воздействием транспорта на окружающую среду. 

Наблюдаемая тенденция увеличения количества автомобилей создает трудности в борьбе против загрязнения атмосферы, почвы, водоемов, уменьшения уровня шума, обеспечения безопасности движения и пр. городах. И этого нельзя не заметить!

Акустическая характеристика транспортного потока определяется показателями шумности автомобильности. Шум, производимый отдельными транспортными экипажами, зависит от многих факторов: мощности и режима работы двигателя, технического состояния экипажа, качества дорожного покрытия, скорости движения. Кроме того, уровень шума, как и экономичность эксплуатации автомобиля, зависит от квалификации водителя. Шум от двигателя резко возрастает в момент его запуска и прогревания (до 10 дБ). Движение автомобиля на первой скорости (до 40 км/ч) вызывает излишний расход топлива, при этом шум двигателя в 2 раза превышает шум, создаваемый им на второй скорости. Значительный шум вызывает резкое торможение автомобиля при движении на большой скорости. Шум заметно снижается, если скорость движения гасится за счёт торможения двигателем до момента включения ножного тормоза.

За последнее время средний уровень шума, производимый транспортом, увеличивается. Вот почему проблема борьбы с шумом в городе приобретает всё большую остроту [8].

В условиях сильного городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при его уровне более 70 дБ.

Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения. Опасность возможной потери слуха из-за шума в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей человека. Некоторые теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, другие могут работать при сильном шуме почти всю жизнь без сколько-нибудь заметной утраты слуха. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышенную усталость, беспокойный сон и т.д.

Какие же существую методы борьбы с шумом?

Снижение городского шума может быть достигнуто в первую очередь за счёт уменьшения шумности транспортных средств.
К градостроительным мероприятиям по защите населения от шума относятся: увеличение расстояния между источником шума и защищаемым объектом; применение акустически непрозрачных экранов (откосов, стен и зданий-экранов), специальных шумозащитных полос озеленения; использование различных приёмов планировки, рационального размещения микрорайонов. Кроме того, градостроительными мероприятиями являются рациональная застройка магистральных улиц, максимальное озеленение территории микрорайонов и разделительных полос, использование рельефа местности и др.

Существенный защитный эффект достигается в том случае, если жилая застройка размещена на расстоянии не менее 25-30 м от автомагистралей и зоны разрыва озеленены. При замкнутом типе застройки (рисунок 1) защищёнными оказываются только внутриквартальные пространства, а внешние фасады домов попадают в неблагоприятные условия, поэтому подобная застройка автомагистралей нежелательна. Наиболее целесообразна свободная застройка (рисунок 2), защищённая от стороны улицы зелёными насаждениями и экранирующими зданиями временного пребывания людей (магазины, столовые, рестораны, ателье и т.п.) [7].

 

 

 

 

 

 

 

 

Практическая часть.

Гипотеза: предполагаю, что внешний уровень шума в «час пик», издаваемый автомобильным потоком, превышает допустимый.

Цель: 

1.     Рассчитать уровень шума внутри жилого помещения, находящегося возле магистрали в «час пик».

2.     Изучить влияние автомобильного шума на организм человека.

3.     Предложить методы борьбы с шумом.

Выполнение работы

1.     Исследуем  уровень шума внутри жилого помещения, которое находится  по адресу г. Комсомольск-на-Амуре ул. Лазо 110 (рисунок 3).

 

Для этого необходимо было посчитать количество автомобилей проехавших по дороге в «час пик» (Таблица 1).

Время	Количество легковых автомобилей	Количество грузовых автомобилей	Количество автобусов
9:15-9:45	84	3	7
18:00-18:30	147	12	11

 

Изучив информацию о показателях внешнего шума издаваемого автотранспортами, были приняты следующие значения[1,2]: 

 

для легковых автомобилей: не более 74 дБ

для грузовых автомобилей: 85-96 дБ

для автобусов: 80- 95дБ

Возьмем для расчетов минимальные значения.

Дальше по таблице 2 «Приближенные значения приращения уровня звука» [3], рассчитать примерный уровень звука издаваемого автомобилями за 1 минуту.

При отличии двух значений уровня звука, дБ	Приращение к наибольшему значению уровня звука, дБ	Пример
0–1	3	50+51=54
2–3	2	62+65=67
4–9	1	65+71=72
10 и более	0	55+65=65

Расчеты:  1. 9:15-9:45

a)     легковые автомобили – 84шт. за  30 мин.

За 1 мин получается  автомобиля проехало. Так как отличие между 3-х значений уровня звука составляет  0, то 74 дБ +74 дБ +74 дБ =80 дБ

b)    грузовые автомобили – 3шт. за  30 мин.

За 1 мин получается  автомобиля проехало. А это получается всего 8,5 дБ (85дБ*0,1)

c)     автобусы – 7шт. за  30 мин.

 За 1 мин получается  автомобиля проехало. А это получается всего 16 дБ (80дБ*0,2)

Находим общий шум всех транспортов: 80дБ+8,5дБ+16дБ=80дБ

 

Расчеты: 2. 18:00-18:30

a)     легковые автомобили – 147шт. за  30 мин.

 За 1 мин получается  автомобиля проехало. Так как отличие между 3-х значений уровня звука составляет  0, то 74 дБ +74 дБ +74 дБ +74дБ+74дБ=86 дБ

b)    грузовые автомобили – 12шт. за  30 мин.

За 1 мин получается  автомобиля проехало. А это получается всего 34 дБ (85дБ*0,4)

c)     автобусы – 11шт. за  30 мин.

 За 1 мин получается  автомобиля проехало. А это получается всего 29,6 дБ (80дБ*0,37)

Находим общий шум всех транспортов: 86дБ+34дБ+29,6дБ=86дБ

Теперь используем формулу для расчета ожидаемых уровней шума в расчетных точках на территории и внутри помещений [4] :

L_Aр.т.=L_Aэкв-L_Aрас.-L_Aвоз.-∆L_в/т-L_Aпок.-L_Aзел.-L_Aэкр.-L_Aзастр.-L_Aотр.-∆L_Aα, дБА,  (1)

где L_Aэкв. - шумовая характеристика автотранспортного потока, на магистрали, проходящей по соответствующему подучастку, дБА;

L_Aрас. - снижение уровня шума автотранспортного потока, в зависимости от расстояния между ним и расчетной точкой, рассчитывается по формуле (2), дБА;

L_Aвоз. - снижение уровня шума, вследствие его затухания в воздухе, рассчитывается по формуле (3), дБА;

∆L_в/т - поправка, учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра на процесс распространения звука, рассчитывается по формуле (4), дБА;

L_Aпок. - снижение уровня шума, вследствие его поглощения поверхностью территории, рассчитывается по формуле (5), дБА;

L_Aзел. - снижение уровня шума полосами зеленых насаждений рассчитывается по формуле (7), дБА;

L_Aэкр. - снижение уровня шума экранирующими препятствиями (зданиями, насыпями, холмами, выемками, искусственными экранами и т.п.), дБА;

L_Aотр. - поправка, учитывающая отражение звука от ограждающих конструкций зданий (обычно принимают равной 3 дБА), дБА;

∆L_Aα - поправка, учитывающая снижение уровня шума вследствие ограничения угла (α) видимости улицы (дороги) из расчетной точки, рассчитывается по формуле (8), дБА.

Вспомогательные величины, входящие в вышеуказанные формулы, определяются следующим образом.

Снижение уровня шума источника (L_Aрас.) с расстоянием равно:

L_Aрас. = 10lg(R/R₀), дБА                                                                            (2)

где R - расстояние от акустического центра автотранспортного потока до расчетной точки, м;

R₀ = 7,5 м - для автотранспортных потоков.

При расчетах снижения шума с расстоянием акустический центр автотранспортного потока принимается расположенным по оси ближайшей к расчетной точке полосы движения транспорта и на высоте 1 м над уровнем проезжей части магистрали.

Снижение уровня шума, вследствие его затухания в воздухе (L_Aвоз), при выполнении акустических расчетов, связанных с санитарно-гигиенической оценкой зашумленности территории транспортными источниками, может быть рассчитано по формуле, в которой в скрытом виде учтены усредненные зависимости коэффициента поглощения звука от температуры и влажности воздуха, полученные на основании статистической оценки большого объема экспериментальных данных [7]:

L_Aвоз. = 0, дБА, для f = 63 Гц,

L_Aвоз. = 6·10^-6·f, дБА, для f = 125 - 8000 Гц,                                           (3)

где f - среднегеометрическая частота октавной полосы в нормируемом диапазоне среднегеометрических частот от 63 до 8000 Гц.

Поправка (∆L_в/т), учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра на процесс распространения звука, может быть вычислена по формуле

∆L_в/т = 3/[1,6 + 10⁵(1/R)²], дБА,                                                              (4)

где R - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки. Эта формула выведена при усреднении по различным температурным условиям и в предположении, что частота всех направлений ветра равновероятна.

В случае покрытия поверхности территории травой (газоны) или снегом или наличия рыхлого грунта следует дополнительно учитывать поглощение звука поверхностью территории (L_Aпок) с помощью следующих формул:

                                                                                    (5)

где

                                                                                          (6)

d   - расчетное расстояние, равное d = 1,4·R, м;

Н_и.ш. и Н_р.т.  - высоты источника шума и расчетной точки над уровнем территории, м.

Если при расчете по формуле (6) δ оказывается меньше единицы, то принимают ∆L_пок. = 0.

В случае акустически жесткой поверхности (асфальт, бетон, плотный грунт, вода) ∆L_пок. во всех случаях равно нулю.

При посадке деревьев с плотным примыканием крон и сплошным заполнением подкронового пространства кустарником, т.е. при устройстве так называемой шумозащитной полосы зеленых насаждений, обеспечиваемое ею снижение шума можно рассчитать по формуле

∆L_зел. = α_зел.В,                                                                                            (7)

где α_зел. - постоянная затухания звука в зеленых насаждениях,

В  - ширина шумозащитной полосы зеленых насаждений, м.

При отсутствии точных данных принимают среднюю величину α_зел. = 0,08 дБ/м.

Эта формула справедлива при ширине полосы не более 100 м. При большей ширине полосы увеличение ∆L_зел. значительно замедляется и затруднительно для прогнозирования.

При обычной посадке зеленых насаждений их шумозащитный эффект выражен слабо и практически может не учитываться. Посадка хвойных пород деревьев эффективно снижает шум в течение всего года, посадка лиственных пород - только в летний период.

Поправка, учитывающая ограничение угла видимости магистрали из расчетной точки, рассчитывается по формуле

∆L_Aα = 10lg(α/180), дБА.                                                                            (8)

Снижение уровня шума (L_Aэкр.) экранирующими препятствиями на пути звуковых лучей от источника шума к расчетной точке рассчитывается с учетом типа экрана.

При воздействии на расчетную точку на территории нескольких источников внешнего шума вначале определяют шумовое воздействие каждого отдельного источника по формуле (1), а затем производят энергетическое суммирование их шумовых воздействий:

                                                                                  (9)

где i - номер отдельного источника внешнего шума;

L^терр._Aр.т.i - уровень шума, создаваемый i-м источником шума, дБА;

n - общее число воздействующих источников шума.

Ожидаемый уровень звука в расчетных точках внутри помещения может быть определен по формуле

L^пом._Aр.т. = L^терр._{Aр.т.сум.} - ∆L_Aок.,                                                                (10)

где L^терр._{Aр.т.сум.} - суммарный уровень звука от всех внешних источников в 2-х м снаружи ограждений (окон) помещения;

∆L_Aок. - снижение шума конструкцией окна.

Обычно при расчетах в качестве ∆L_Aок. принимают снижение шума окном при открытой форточке (узкой створке, фрамуге), как это требуется санитарными нормами [5] из условий вентиляции жилых помещений.

Согласно [6] ∆L_Aок. = 10 дБА. Однако исследования показали, что фактически для меблированных жилых комнат и рабочих кабинетов ∆L_Aок. = 15 дБА. В случае применения в зданиях шумозащитных окон, снабженных вентиляционными устройствами с повышенной звукоизоляцией, ∆L_Aок. может составлять до 30 - 40 дБА, что позволяет во многих случаях обеспечивать нормативный шумовой режим в помещении даже при достаточно высоких уровнях шума[4].

 

Производим расчеты:

Расстояние от дороги до расчетной точки – 58,2м. Высота над расчетной точкой 4,2 м, высота снега 0,22 м (рисунок 4).

Утро 9:15-9:45

L_Aр.т. = L_Aэкв. - L_Aрас. - L_Aвоз. - ∆L_в/т - L_Aпок. - L_Aзел. - L_Aэкр. - L_Aзастр. - L_Aотр. - ∆L_Aα-∆L_Aок

L_Aэкв. =80дБ; 

L_Aрас. = 10lg(58,2/7,5)= 8,9дБ ;

L_Aвоз= 0;

∆L_в/т = 3/[1,6 + 10⁵(1/58,2)²] = 0,097дБ;

;

L_Aзел= 0 так как при обычной посадке зеленых насаждений их шумозащитный эффект выражен слабо и практически может не учитываться.;

L_Aэкр. = 0 ;

L_Aзастр. = 0;

 L_Aотр. = 3дБ;

∆L_Aα= 0, так как α = 180;

∆L_Aок = 15дБ;

L_Aр.т. = 80дБ-8,9дБ–0-0,097дБ–9,66дБ–0–0-0–3дБ–0–15дБ = 43,3 дБ

Вечер 18:00-18:30

Значения те же, только L_Aэкв. =86дБ; 

L_Aр.т. = 86дБ-8,9дБ–0–0,097дБ–9,66дБ–0–0–0–3дБ–0–15дБ = 49,343дБ

В соответствии с санитарными нормами [5] уровень шума в квартирах в дневное время ( с 7 до 23 ч ночи )  составляет 40дБА, а ночью ( с 23 до 7 ч утра ) —30 дБА.

Вывод: Оказывается внешний уровень шума в «час пик», издаваемый автомобильным потоком, превышает допустимый. Вследствие чего у человека происходит постоянное напряжение слухового анализатора.

2.     Для выяснения влияния шума на организм человека, был произведен опрос  людей живущих в этом районе.

Анкетирование проводилось среди людей различного возраста возраста 17–55 лет. Количество, принявших участие в анкетировании, составляет 19 человека, из них 17- 29лет – 12 человек; 30-40 лет – 5 человек; 48-55лет – 2 человека.

АНКЕТА

1.Какова, по Вашему мнению, сила шума на Вашем рабочем месте?

    - отсутствует – 3 (15,7%)

    - слабый – 4 (21%)

    - умеренный – 5 (26,3%)

    - сильный – 6 (31,6%)

    - очень сильный – 1 (5,4%)

 

2.Как  Вы переносите шум во время работы?

    - не ощущается – 6 (31,6%)

    - ощущается, но не мешает – 1 (5,4%)

    - мешает – 2 (10.5%)

    - утомляет слегка – 4 (21%)

    - неприятен, раздражает – 4 (21%)

    - переносится с трудом – 2 (10.5%)

 

3.Сколько времени действует на Вас шум в течение рабочего дня?

    - кратковременно (не более 30 мин.) – 7 (36.8%)

    - менее половины смены – 4 (21%)

    - большую часть смены – 8 (42.2%)

 

4.Имеете ли Вы возможность отдохнуть дома?

    - да – 8 (42.2%)

    - нет – 11 (57.8%)

 

5.Занимаетесь  ли Вы умственным трудом дома? Если  да,  то  как  шум

влияет на работоспособность?

  -  нет – 6 (31,6%)

    - невозможно сосредоточиться – 7 (36,8%)

    - удлиняет время и изменяется качество работы – 6 (31,6%)

 

6.Беспокоит ли Вас шум дома после работы?

    - совсем не беспокоит - 0

    - не особенно беспокоит – 3 (15,7%)

    - беспокоит временами – 8 (42,2%)

    - мешает, раздражает – 1 (5,3%)

    - переносится с трудом – 7 (36,8%)

 

7.Где больше шума: на работе – 8  (42,2%),

                                   дома – 11 (57,8%)

                                   одинаково - 0.

 

8. Какой шум беспокоит, раздражает Вас  в  квартире ?

    - от постоянного транспортного потока – 12 (63,3%)

    - непостоянного транспортного потока – 4 (21%)

    - проезда отдельных автомашин – 3 (15,7%)

    - от других источников (дописать) - 0

а) транспортный  (грузовой,  автобусы,  трамвай,  железнодорожный,

авиационный)

б) промышленный

Внутридворовый и внутриквартальный (автомобили, гаражи,  магазины,

коммунально-транспортные   предприятия,   детские   и   спортивные

площадки)

Внутридомовый (лифт и лестничные клетки, мусоропровод, водопровод,

встроенные предприятия, от соседей, радио, ТВ, шаги,  передвигание

мебели и др.)

 

9. В чем выражается влияние  шума  (мешает  сну – 9 (47,4%),  отдыху - 0,  умственной

работе - 0, вызывает головную боль – 5 (26,3%),  раздражительность - 0,  беспокойство – 1 (5,3%),затрудняет  восприятие  речи - 0,  затрудняет  проветривание   комнат – 4 (21%),

мешает спать с открытыми окнами - 0, др. проявления)

 

10. Отмечается ли привыкание к шуму: да – 12 (63,3%), нет – 7 (36,7%)

 

11. Как шум влияет на сон?

 - долго не удается заснуть – 6 (31,6%),

 - сон прерывистый – 5 (26,4%),

 - поверхностный – 3 (15,7%),

 - бессонница – 4 (21%),

 - не влияет – 1 (5,3%)

Вывод:

Основная масса людей привыкли к шумным условиям жизни, так как шум сопровождает их везде. Как мы видим из проведённого анкетирования, шум очень сильно влияет на сон, и вызывает головную боль. Основным источником шума выделяли транспортные потоки.

3.     Методы борьбы с автотранспортным шумом:

·        создать шумозащитную полосу зеленых насаждений; [7]

·        заменить старые рамы окон на новые (шумозащитные);

 

 

 

 

                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список:

1.     http://auto-shum.ru/teoryshuma/auto-noise.html

2.     http://expertiza34.ru/nashi-uslugi/ehkspertiza-shuma.html

3.     http://www.masstar.ru/sbarriersusa/#fhwa_22

4.     http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/11/11830/index.php

5.     http://www.vashdom.ru/sanpin/224-218562-96/

6.     Глава СНиП 11-12-77. Защита от шума. М.: Стройиздат, 1978,206с

7.     http://www.ecocommunity.ru/refer.php?id=116

8.     http://vreferat.com/112/863-2-rol-avtotransporta-v-sozdanii-neblagopriyatnoiy-ekologicheskoiy-situacii-v-gorodah.html