Types of noise barriers

Abstract

This article presents the main types of noise barriers and their characteristics. The calculation of a noise barrier (wall) is shown.

Full Text

В современном городе одной из самых распространённых проблем является воздействие шума транспортных потоков на человека. По ряду причин в городе при уже существующей застройке практически всегда единственным возможным методом является установка акустического экрана. Акустический экран является не только преградой для распространения звука, но и физической преградой для распространения загрязняющих веществ. По данным Балтийского Государственного Технического Университета (ВОЕНМЕХ) снижение за акустическим экраном высотой 4 метра установленного вдоль автомобильной дороги, составило: – уровень звука 12-15 дБА; – концентрация взвешенных частиц в 10-12 раз; – концентрация вредных химических веществ (оксид и диоксид азота) в 3-10 раз; – содержание вредных тяжелых металлов за акустическим экраном практически не обнаружено. Из выше перечисленного следует, что установка АЭ способствует снижению сразу нескольких вредных факторов и является эффективным способом обеспечения экологической безопасности. В настоящее время применяются десятки самых разных конструкций АЭ. В зависимости от конструкции и достигаемого эффекта снижения шума, АЭ можно разделить на четыре группы: – Широкие экраны; – Комбинированные экраны; – Экраны – тоннели; – Экраны барьеры (стенки). Широкие экраны, как правило, представляют собой здания не жилого типа, земляные валы, выемки. Широкая верхняя часть обеспечивает дополнительное снижение шума. Основным недостатком широких экранов является сложность в исполнении при уже существующей застройке. Экраны-тоннели имеют наибольшую эффективность, но очень сложны в конструктивном исполнении и чрезвычайно дороги. Экраны-стенки являются наиболее распространёнными, так как изготавливаются из различных материалов и имеют разнообразное конструктивное исполнение. Недостаток таких экранов наличие звукоотражающего эффекта, который возникает при расположении экранов друг напротив друга. Указанного недостатка можно избежать с помощью элементов из звукопоглощающего материала. Эффективность таких экранов от 5 до 15 дБА, она варьируется изменением длины, высоты, формы и расстоянием между источником шума и экраном. Снижение уровня звука экраном-стенкой в расчетных точках, расположенных на границе звуковой тени, составляет 5 дБА. Для обеспечения более высокой акустической эффективности следует увеличить высоту экрана. При проектировании экрана-стенки вдоль магистральной улицы или дороги для ориентировочных расчетов повышение его эффективности с увеличением высоты допускается принимать равным в среднем l,5 дБА на 1 м. Таблица 1 Виды шумозащитных экранов Определение размеров шумозащитных сооружений При расчетах акустической эффективности шумозащитных сооружений рассматриваются расчетные сечения, соединяющие источник шума и расчетную точку. Снижение шумозащитными сооружениями происходит в результате образования за ними, так называемой звуковой тени. Однако, полного снижения шума не происходит из-за частичного огибания звуковыми волнами препятствия, вызванного явлением дифракции. Рисунок 1. Схема положения зоны дифракции в профиле (а) и в плане (б) в зависимости положения расчетной точки (РТ) и размер шумозащитного экрана, его высоты и длины Участка дороги (угловой размер экрана, видимый из расчетной точки Θ – угол перекрытия экраном) Основной характеристикой определяющей акустические качества шумозащитного экрана-стенки является его высота. При проложении автомобильной дороги в выемке – глубина и уклоны откосов выемки. При экранировании прилегающей территории шумозащитным валом – высота и ширина верха шумозащитного вала. Высота шумозащитного экрана-стенки Акустическая эффективность экрана зависит от разности длин путей звукового луча δ, определяемой в соответствии со схемой, представленной на вышеуказанном рисунке по формуле: (1) где δ – разности длин путей звукового луча, м; a – кратчайшее расстояние между акустическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м; b – кратчайшее расстояние от верхней кромки экрана до расчетной точки, м; c – кратчайшее расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м. Расстояния а, в и с определяются с точностью до сотых долей метра по формулам: , (2) , (3) , (4) где hиш – высота источника шума над уровнем проезжей части, м; h экр – высота экрана, м; hрт – высота расчётной точки над уровнем земли, м; – расстояние от источника шума до экрана, м; – расстояние от экрана до расчётной точки, м; Таблица 2 Ориентировочные значения снижения звука транспортного потока протяженными экранами-стенками в расчетных точках на высоте 1,5 м от уровня поверхности территории Расстояние между экраном и расчётной точкой, м Высота экрана, м Снижение уровня звука экраном, дБА 10 2 7 10 4 12 10 6 16 20 2 7 20 4 12 20 6 15 50 2 7 50 4 11 50 6 14 100 2 7 100 4 11 100 6 13 Рисунок 2. Расчетная схема определения разницы пути (δ )для экрана – стенки При выполнении расчетов положение акустического центра источника шума назначается на высоте 1,00 м над уровнем проезжей части на оси проезжей части для двух полосных дорог или на оси наиболее удаленной от расчетной точки полосе движения в случае многополосных дорог. Если поверхности проезжей части улицы или дороги и прилегающей территории расположены на разных уровнях, то вместо величин hИШ, hэкр и hРТ в формулы 6.2 6.4 следует подставлять отметки уровней акустического центра источника шума отметку расчетной точки верхней кромки экрана (Hэкр) и отметку расчетной точки (HРТ), полученные из проектного решения поперечного профиля в расчетном сечении. Для ориентировочных расчетов величины а, в и с можно определять графически, представив в одинаковых горизонтальном и вертикальном масштабах расположение акустического центра источника шума, экрана и расчетной точки в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости экрана. Шумопонижение экрана в зависимости от разницы путей прохождения звука δ определяется по формуле или графически, по номограмме на рисунке. (5) где: DLэкр – шумопонижение экрана, дБА; d – разница между геометрическим расстоянием источник шума – расчетная точка и кратчайшим расстоянием между источником шума и расчетной точкой, м.