Улучшение акустического комфорта городской среды как

Улучшение акустического комфорта городской среды
как элемент здоровьесберегающих технологий
Шевченко Анна,
БПОУ ОО «Омский строительный колледж»
Чекмарева Е.В., преподаватель
Введение
Можно ли защититься от шума на улице? Можно, но весьма условно.
Можно приобрести наушники и сделать вид, что вам все «по барабану». Но
оказывается, что звуковые волны воздействуют даже на организм глухого
человека.
Акустический
комфорт
–
неотъемлемая
часть
общего
комфорта
проживания в целом. Перебираясь за город, в надежде обрести покой и
оградить себя от вечно трещащих перфораторов и электродрелей, долбления и
скобления, исходящих от квартир снизу, сверху и сбоку, люди ошибочно
полагают, что в сельской местности царит звенящая тишина. Чтобы надежно
защитить себя от посторонних звуков необходимо позаботиться о грамотных
конструктивных
решениях,
качественных
материалах
и
бесшумном
оборудовании.
Цель нашего исследования - разработать рекомендации по улучшению
акустического комфорта городской среды г. Омска. Это актуально для нашего
города, так как не весь город защищен от вредных шумов.
Для выполнения работы были поставлены следующие задачи:
1. изучение проблемы аудиологии;
2. выявление способов защиты от шумов;
3. анализ городской среды г. Омска на факторы риска заболеваний
Объект исследования: шум и его влияние на здоровье человека.
Предмет исследования: г. Омск как зона шумового дискомфорта.
Практическая значимость нашего исследования заключается в том, чтобы
предложить изменить уже имеющиеся виды шумоизоляции на более
доступные.
В ходе работы мы применяли эвристические методы, наблюдение,
описание, опрос, анализ и обобщение.
1. Аудиология
Всякий нежелательный для человека звук является шумом. Интенсивное
шумовое воздействие на организм человека неблагоприятно влияет на
протекание нервных процессов, способствует развитию утомления. Поэтому
шум признан одним из вредных факторов [1].
Влияние шума на здоровье человека изучает наука аудиология.
Оказывается, шум не так уж и не безобиден, даже если мы не замечаем его.
Громкий или монотонный шум может медленно, но неуклонно разрушать
здоровье. Так, например, шум может привести к снижению слуха, тугоухости
шум может нарушить концентрацию внимания, шум мешает сосредоточиться.
Также он может быть причиной повышения давления, и причиной головных
болей. Звуки измеряются в децибелах (дБ). Когда мы говорим, слышим звуки
природы это обычный звуковой естественный шумовой фон (20 - 30 Дб). Он
для человека безвреден. Звуки обычного разговора соответствуют 40 - 50
децибелам, шепот - 30, а крик 75. Чем громче шум, тем негативнее он влияет на
нервную систему. Шум транспорта, шум электроприборов может достигать 55
децибел, мотор работающего автомобиля может шуметь на 80 Дб. Иногда шум
с улицы может сильно мешать. Шум с уровнем 50-60 дБ - оказывает
воздействие на нервную систему, оказывает психологическое воздействие; 7080 дБ - влияет на сердечно-сосудистую систему и обменные процессы; 85-90 дБ
- оказывает влияние на органы слуха и снижает слуховую чувствительность, а
также влияет на нервную систему. Может вызвать снижение остроты зрения и
чувствительности к различным цветам.
Шум влияет на кору мозга, оказывает раздражающее действие, ведёт к
утомлению,
снижению
внимания,
снижает
реакцию,
снижает
работоспособность, может стать причиной возникновения несчастного случая.
Для разгрузки нервной системы полезно время от времени отдохнуть от
всех шумов. Шум природы благотворно действует на здоровье. Также есть и
благоприятные шумы: шум прибоя, журчание родника, шелест листвы, шум
дождя, птичьи голоса.
Эти звуки всегда приятны человеку, они его
успокаивают, снимают стрессы.
Архитектурная
акустика — наука,
распространения звуковых волн
помещениях, отражение
и
в
закрытых
поглощение
изучающая
(полуоткрытых,
звука
законы
открытых)
поверхностями,
влияние
отражённых волн на слышимость речи и музыки, методы управления
структурой звукового поля, шумовыми характеристиками интерьеров и т. п. [4].
2. Особенности шума
Шум – это беспорядочные звуковые колебания, которые характеризуются:
амплитудой; частотой; громкостью звука.
Частота определяется количеством колебаний звуковой волны в секунду.
Она измеряется в герцах, то есть 1 Гц – это 1 колебание/сек. Человеческое ухо
может различить частоту в 16 – 20 000 Гц. Громкость звука выражается в
звуковом давлении и измеряется децибелами (дБ). Порог слышимости для
человека принято обозначать показателем в 0 дБ. Уровень шума в помещении
зависит от многих факторов – удаленности от источника шума, температуры и
влажности окружающей среды, силы ветра и т.п.
3. Виды шумов:
•
Ударный шум возникает, когда конструкция помещения принимает удар
и рождаемые при этом колебания передаются на стены или перекрытия.
Ударный шум возникает при ударах о пол тяжелых предметов, перемещении
мебели, звуке шагов, ударах по стене. По конструкциям звуковые колебания
могут распространяться достаточно далеко, так как они передаются на все
смежные стены, потолки и полы.
•
Воздушный шум распространяется по воздуху, но стены и перекрытия
поглощают воздушные звуковые колебания недостаточно хорошо. Способность
поглощать звуки стенами и перекрытиями зависит от того материала, из
которого
они
состоят.
Чем
массивней
перегородки,
тем
большим
звукоизоляционным эффектом они обладают. В помещениях воздушным
шумом чаще всего является громкие голоса, громкая музыка, лай собак.
•
Структурный шум возникает при передаче вибраций трубами, шахтами
вентиляции и другими элементами коммуникаций. Некоторые элементы
коммуникаций могут передавать звуки на большие расстояния.
4. Классификация способов защиты от шумов
Защита от шума может осуществляться коллективными методами и
средствами и индивидуальными средствами. Коллективные подразделяются на
3 группы:
1. Организационные
2. Архитектурно - планировочные
3. Технические
Технические подразделяются на 2 группы:
1) Снижение в источнике возникновения
2) Снижение на пути распространения
Организационные:
ограничение
транспортных
потоков,
рациональное
расположение предприятий, рациональное расположение рабочих мест.
Архитектурно
-
планировочные:
зонирование
застройки,
удаление
автомагистралей, увеличение этажности зданий по мере удаления от
магистралей, создание шумопоглощающих полос.
Методы снижения на пути распространения подразделяются на звукоизоляцию
и звукопоглощение. Технические мероприятия зависят от природы шума.
Нормативные требования к ограждающим конструкциям не зависят от
назначения смежного помещения соседней квартиры, будь то спальня, кухня
или коридор. Однако в реальной жизни планировка, конечно, играет роль. Так,
если рядом со спальной комнатой одной квартиры оказывается кухня или
ванная комната соседей, уровень комфортности по шуму в первой квартире
понизится.
Поэтому типовые планировочные решения, как правило, хорошо
продуманные и проверенные многолетней практикой, не должны без веских
причин произвольно меняться. Почти всякое принципиальное изменение
планировки ведет к дискомфорту и жалобам.
Современные технологии и строительные материалы позволяют и в этом
случае найти выход из положения [3].
Естественные способы защиты
а). Озеленённые ящики из проволоки –ящики из проволоки не нуждаются
в фундаменте, легко укладываются один на другой в любой комбинации и не
занимают много места. Высота такого ящика около 100 см. Ящики заполняют
почво-смесью, а чтобы она не высыпалась, выкладывают изнутри кокосовыми
матами. Такая конструкция легко пропускает дождевую воду, а в открытых
пазах поселяются различные растения и мелкие животные. Для озеленения
лучше всего подходят неприхотливые, выносливые кустарники. Ирга овальная,
барбарис Тунберга и другие варианты
б). Шумоотражающие и - поглощающие стены - шумозащитные стены не
шире, чем другая садовая ограда. В зависимости от материала они могут
отражать
или
поглощать
шумы.
Шумопоглощающие
стены
имеют
шероховатую поверхность. Они несколько дороже, зато более эффективны.
Отражающие стены, например из стекла, алюминия,
пластика или бетона,
обладают гладкой поверхностью. Отраженный от них звук распространяется на
противоположную сторону улицы-помните об этом, чтобы не нарушать покой
соседей.
в). Ивовый вал-успешно задерживает шум, пыль и выхлопные газы.
Система представляет два параллельно сооруженных плетня
прутьев, закрепленных на бетонных столбах. Промежуток
заполняется землей и
из ивовых
между ними
накрывается матами из кокосового волокна. Прутья
быстро прорастают, и через несколько лет вал покрывается пышной, густой
растительностью. Чтобы ветки ивы не разрастались чрезмерно, их нужно
регулярно стричь. По мере необходимости защитную ограду следует
основательно поливать.
г). Стена плюс насыпь- в сравнении с высокими и довольно скучными
шумозащитными
стенами
приятным
разнообразием
отличается
комбинированная система : стена+насыпь. Такая комбинация занимает в два
раза меньше места, чем обычная насыпь. Трехметровая шумозащитная стена
выглядит слишком массивной, а на земляном основании она может быть в два
раза ниже, что на половину сократит расход материалов. Чтобы стена могла
выдержать порывы ветра, ее закрепляют на дополнительном фундаменте.
Комбинированную защиту насыпь+стена ставят только в больших садах,
поскольку при общей высоте сооружения 3 метра, ширина его основания
составляет не менее 5 метров.
д). Крутой вал с каменными лотками – крутой вал занимает на 80% меньше
места, нежели широкий. Расчет производится по формуле: ширина подошвы
равняется высоте, умноженной на 0,8. Сначала слой за слоем насыпают и
утрамбовывают землю, затем ставят друг на друга бетонные лотки и
высаживают в них растения. Со временем цветы разрастутся
и частично
закроют лотки. Из-за хорошей солнечности и сухости, лучше всего высаживать
неприхотливые растения .
Шумозащитный экран
Шумозащитный экран это ограждения, изготовленные из любого
массивного материала, обладающего высоким коэффициентом отражения
звуковой волны. Чаще всего для изготовления отражающих звук заборов
используется монолитный поликарбонат толщиной от 20 мм. Также возможна
установка железобетонных конструкций или ограждений из кирпича, стекла и
однослойных материалов с невысоким коэффициентом звукопоглощения.
Экран сочетает в себе все характеристики отражающих и поглощающих
оградительных конструкций.
Виды экранов: Звукоотражающие, шумопоглащающие и комбинированные.
Звукоизоляция всегда связана с характером конструкции, а не только со
структурой и свойством материала, как при звукопоглощении. Она не остается
постоянной при изменении структуры конструкции, ее размера и массы,
жесткости связей в конструкции, характера контакта и опирания элементов
конструкции. Если конструкции однородные, например, в виде сплошной
плиты, способной под влиянием звукового давления и колебаний звука
совершать колебательные движения всей своей массой, то звуковая изоляция
возрастает с увеличением массы однородной конструкции. Это возрастание
происходит медленно, пропорционально десятичному логарифму ее массы.
Если конструкции неоднородны, состоят из двух или большего числа оболочек,
с инородными прослойками между ними, то колебания каждой оболочки под
влиянием звуковой волны отличаются и постепенно «гасятся» в конструкции.
Гашению звука в конструкции способствуют вибродемпфирующие прослойки
из минеральной ваты, вспененных полимеров.
5. Конструктивные особенности шумозащитных экранов
Шумозащитный забор конструктивно состоит из перфорированных
акустических панелей, которые обладают шумопоглащающим эффектом.
Панели закрепляются между двутавровыми балками, которые установлены
вертикально. Можно устанавливать панели также между другими элементами
фиксации. Для достижения необходимой высоты, звукопоглощающие панели
устанавливают в несколько рядов. Звукоизоляционный забор представляет
собой акустические панели, основу которых составляет облицовочный
рельефный профиль из тонкого металла, а также волокнистые, пористые
материалы,
поглощающие
звук.
Панели
на
торцах
надежно
уплотняются. Облицовка может иметь как одностороннюю перфорацию, так и
двустороннюю.
Установка антишумного забора
Свести шум от промышленных объектов или другого производства можно
с помощью звукоизоляционного ограждения. Такое ограждение существенно
отличается от обычных заборов. Основная звукоизоляционная функция
выполняется прослойкой из качественного материала, который монтируется
между рядами панелей. Чтобы смонтировать шумоизоляционный забор,
необходимо обратиться к специализирующейся компании или смонтировать
ограждение своими руками. Для этого предусмотрена следующая инструкция:
- следует знать,
что главный показатель, которым характеризуется
шумозащитный забор, есть степень уменьшения уровня шума. Поэтому, перед
установкой забора, необходимо провести анализ источников шума и
определить, какой звук наиболее вредит вашему самочувствию;
- Перед установкой забора необходимо провести расчет стоимости. Для
этого необходимо учесть:
необходимый размер противошумного экрана, в каких климатических
условиях
будет
использоваться;
какая
требуется
эффективность
в
шумоподавлении; характеристика грунта и другие специальные условия.
Тщательно провести измерение длины участка, вокруг которого необходимо
установить
ограждение;
Вычислить,
сколько
шумозащитных
панелей
необходимо будет для забора; На следующем этапе необходимо подготовить
отверстия
для
столбов,
которые
будут
выполнять
функции
несущей
конструкции; Столбы в отверстиях закрепляются с помощью бетонной смеси;
Далее к несущим столбам крепятся звукоизоляционные панели с одной
стороны. После монтажа реек устанавливается покрытие из полиуретана для
защиты древесины от климатического воздействия [2].
Можно
устанавливать
существующим забором.
6. Практическая часть.
шумозащитное
ограждение
перед
уже
В ходе работы над темой мы изучили акустический комфорт городской
среды г. Омска. Мы провели опрос среди студентов и сотрудников колледжа о
состоянии шумовой среды г. Омска. Имеются участки, которые защищены от
шума, это: мост имени 60-летия Победы, торговый город и аэропорт защищены
гаражами. Улица Кирова, защищена шумозащитными экранами. Амурский
поселок, район диспетчерской, защищены естественным способом защиты,
посажены тополя, а на улице Завертяева имеется стена и насыпь.
Но не весь город защищен от вредных шумов. Выявлены проблемные
участки, не защищенные от шумов, например, Октябрьский мост, где проходит
очень большой поток транспорта, и люди, которые живут рядом, испытывают
чрезмерные шумовые нагрузки.
Улица Герцена застроена в основном
малоэтажными жилыми постройками, находящимися в непосредственной
близости от автомобильной дороги с оживленным движением автотранспорта,
и, соответственно, страдает от шумового воздействия . Население должно быть
не меньше заинтересованным в решении проблемы шума, и сообщать об этом,
либо самостоятельно защищать себя от различных шумов доступными
способами: благоустройство и озеленение, заборы, установка шумозащитных
экранов, замена существующих окон в прилегающей застройке на окна со
звукоизоляцией и т.п. Перегружена шумовым воздействием и ул. Лукашевича,
где шум поглощается только многочисленными рекламными баннерами.
Необходимо заняться озеленением, причем именно крупнолистовыми и
хвойными породами деревьев, улавливающими не только шум, но и пыль.
Улица Красный путь утратила много зеленых насаждений, густая
застройка офисными зданиями не позволяет полностью оградить человека от
вредных шумов, акустический дискомфорт создает стрессовые ситуации. Также
и на улице Конева, где помимо автомобилей свой вклад в шум вносит и
аудиореклама крупных торговых центров. Это не безопасно вблизи дороги,
человек отвлекается на информацию и не замечает двигающегося транспорта.
Мы предлагаем также традиционную защиту от шумов в строениях с
некоторыми изменениями: заменить в конструкциях
защиты от шумов
кокосовые маты на полиэтиленовые пакеты, с небольшими отверстиями, для
выпуска излишней влаги. Данная конструкция прослужит много лет, т.к. этот
материал долговечный, легкий, доступный, местного производства.
Данную рекомендацию
по улучшению акустического комфорта
городской среды мы, как будущие архитекторы, будем применять в
профессиональной деятельности. Это важный фактор для начала строительства
здания.
Заключение
Таким образом, мы изучили особенности шума городской среды и
способы защиты от шумов, провели анализ акустической обстановки г. Омска.
Нами были разработаны рекомендации по улучшению акустического
комфорта городской среды г. Омска:
благоустройство и озеленение,
установка шумозащитных экранов,
установка окон со звукоизоляцией,
использование в конструкциях
защиты от шумов полиэтиленовых
пакетов из вспененных или гранулированных полимеров.
Наши рекомендации могли бы способствовать предотвращению
ухудшения условий проживания и отдыха на территории города Омска по
показателю уровня шума; сохранению и развитию акустически благополучных
территорий города; обеспечению условий для отдыха жителей города в ночное
время; сохранению мест обитания животных, занесенных в Красную книгу
города Омска, чувствительных к воздействию повышенных уровней шума и
вибрации; обеспечению доступности для населения информации о проблемах
шума, вибрации и мерах, принимаемых в целях их снижения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кнудсен И.И. Архитектурная акустика. - Издатель: «ЛКИ», Серия:«Классика
инженерной мысли», 2010.- 520 с.
2. http://sdelai-zabor.ru
3. http://www.grisstroy.ru/novye-texnologii
4. https://ru.wikipedia.org/