Кафедра Городского строительства и экологической безопасности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный строительный университет

 

Кафедра Городского строительства и экологической безопасности

 

 

«Факторы оценки городской среды обитания»

 

Методические указания

к практическим работам подисциплине «Экология городской среды»

 

Москва 2011

 

Введение

Жизнедеятельность человека в условиях города сопровождается воздействием на него различных факторов. Значительные антропогенные нагрузки на окружающую среду создают автотранспорт, теплоэнергетический комплекс, промышленность, сельское хозяйство, отходы производства и потребления. Среди факторов, создающих большие антропогенные нагрузки на окружающую среду, весомую роль играет строительство, особенно градостроительная деятельность. За долгие годы строительство превратилось в природоформирующий и даже средообразующий фактор. Человечество в своем все возрастающем количестве активно застраивает территории, создавая все новые города, расширяя их вплоть до мегаполисов, развивает промышленные зоны, уничтожая, а в лучшем случае, существенно изменяя природные ландшафты, еще сохранившиеся экосистемы. Сверхзадачей каждого специалиста, принимающего решение о создании нового объекта, является минимизация ущерба тому, что было создано природой в процессе эволюции, а при глобально-комплексном и бережливом отношении не только уменьшение ущерба, но и содействие развитию естественных природных процессов.

Для этого необходимо максимально гармонизировать задачу строительства и воздействия на среду в результате достижения поставленной цели. При этом продолжая рассмотрение взаимодействия феномена устойчивого развития и строительного освоения территорий и учитывая различные мнения по этой проблеме можно с одной стороны, усугубить представления о все более развивающемся экологическом кризисе, а с другой - необходимо подчеркнуть настоятельную необходимость повышения уровня экологичности строительства, особенно развития и реконструкции городской среды.

При этом надо понимать, что по мощи своего воздействия только строительство может подходить под определение гениального русского ученого В.И. Вернадского, утверждавшего, что человеческая деятельность на Земле соизмерима с главнейшими геологическими процессами на Земле [1].

Построенные человеком города представляют собой искусственную окружающую среду для его обитателей. Это вновь сформированная на начальной природной базе техногенная искусственная экосистема, стабильность которой поддерживается исключительно только человеком, что определяет ее как закрытую систему. В таких системах взаимодействия между составляющими элементами осуществляются привнесением необходимого количества энергии, вещества и информации, их превращениями и удалением отходов за счет искусственного движения, которое в городе возможно только за счет деятельности его населения. Для создания такой городской экосистемы необходимо строительство в экологической, природосовместимой форме. Поэтому при осуществлении строительной политики городов необходимо постепенное осознание факта, что все проектируемые сооружения должны максимально «вписываться» в природную среду, в природные или в устойчиво сложившиеся вторичные ландшафты, а технологии возведения и применяемые строительные материалы зданий и сооружений, как элементов создаваемой среды обитания должны не нарушать связей в природной среде и быть по своему составу адекватны природным материалам. Последнее является исключительно важным, так как определяет способность возведенных сооружений к ассимиляции природной средой после того как в них исчезнет необходимость. Это, в частности, в значительной мере поможет решить проблему утилизации отходов, или хотя бы утилизации строительного мусора, образующегося в процессе строительства или при разборке зданий и сооружений.

В настоящее время экологические проблемы городской среды продолжают оставаться острыми и актуальными. Загрязнение водных ресурсов и атмосферного воздуха остается высоким из-за устаревшего оборудования и недостаточного внедрения современных технологий и очистных сооружений. В связи с резким увеличением числа легковых автомобилей в городах наблюдается рост общего и шумового загрязнения на примагистральных территориях. Из-за недостаточного финансирования ухудшилось санитарное состояние и степень благоустройства городских и прилегающих к ним территорий.

Строительные и отделочные материалы не всегда обладают достаточным экологическим качеством, трудно прогнозируемым в перспективе. Например, ряд теплоизоляционных материалов (в частности, пенополистирол) начинают постепенно деструктироваться и выделять токсичные вещества. Другие строительные требуют оценки на радиоактивное излучение.

В современных экономических условиях при перераспределении валового национального продукта повысились требования к качеству, а, следовательно, и к экологии жилища. Повышается качество и многоэтажной застройки. При постоянном повышении стоимости энергоносителей меняются подходы по созданию и эксплуатации коммунального хозяйства – важной сферы строительного комплекса.

Применение альтернативной энергетики, локальных природных систем очистки, экономия питьевой воды, вторичное использование ресурсов и отходов позволяют изменить общее фоновое загрязнение окружающей городской среды.

Существующие методы оценки факторов окружающей среды (ФОС) недостаточно совершенны, и в основном направлены на определение изменений окружающей среды и сравнение величин каждого из факторов с нормативными. Научно обоснованная комплексная оценка ФОС позволит оценить экологические условия от строительной площадки до города в целом.

В настоящих методических указаниях представлена методика оценки ФОС применительно к городским селитебным территориям, разработанная проф. Сидоренко В.Ф. [2] и усовершенствованная проф. Кононовичем Ю.В. с коллегами на кафедре Городского строительства и экологической безопасности МГСУ для подготовки студентов факультета ГСХ при изучении дисциплины «Экология городской среды».

Состояние водных ресурсов

Водные ресурсы являются частью городской среды обитания, их значение достаточно многогранно и уникально, что привести все случаи использования воды практически невозможно. Воды гидросферы находятся в постоянном движении и циркуляции. Если не обращать внимания на разность во временных интервалах, то укрупненно схема круговорота воды выглядит следующим образом: выпадение осадков - появление поверхностного стока с последующей фильтрацией в грунты и подземные воды – испарение – транспирация – перенос водяного пара в атмосфере – конденсация пара - повторное выпадение осадков.

Вода – химическое соединение водорода и кислорода. Природная вода по своему составу весьма разнообразна; в ней присутствуют неорганические соли в виде молекул, ионов, комплексов, органические вещества в виде молекул и гидратированных соединений, диспергированные примеси, гидробионты (фитопланктон, бентос и др.), бактерии, вирусы.

Качество воды в природных водах определяется совокупностью физико-географических условий (климат, рельеф местности, почвенный покров, растительный покров прибрежной территории, строение и площадь стока), биологических процессов, протекающих в водоеме, и деятельностью человека (сброс сточных вод в водоемы, строительство различных гидротехнических сооружений, судоходство). При этом под качеством воды понимают совокупность ее свойств, обусловленных характером содержащихся в воде примесей в ионном, молекулярном, комплексном, коллоидном и взвешенном состоянии, а также изотопный состав радионуклидов в воде.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

· атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха загрязнителей промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой массы загрязняющих веществ; особенно опасны стоки с городских улиц, промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенола, кислот и др.;

· городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы;

· промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая, нефтеперерабатывающая и пищевая промышленность.

Для безопасного водопотребления и защиты населения от угрозы загрязнения питьевой воды вредными и ядовитыми веществами установлены ПДК загрязняющих веществ в воде, необходимо также проведение мониторинга муниципальных источников водоснабжения.

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах - соблюдение установленных ПДК. Как нормативный показатель ПДК исключает неблагоприятное влияние вредных веществ на живые организмы и возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно- питьевого, культурно-бытового и других видов водопользования. Таким образом, предельно допустимая концентрация вредных веществ в водном объекте - это такая концентрация, при превышении которой вода становится непригодной для одного или нескольких видов водопользования. В Российской Федерации установлено раздельное нормирование качества воды, этот принцип разделения связан с категорией водопользования: 1) для целей и нужд населения; 2) для рыбохозяйственных целей. В соответствии с этим применяют два вида предельно допустимых концентраций: ПДК_в и ПДК_в.р. При этом, ПДК_в.р всегда значительно меньше ПДК_в. Например, если ПДК_в аммиака составляет 2 мг/л, то ПДК_в.р того же вещества в 40 раз ниже (табл. 7).

Различные вещества, содержащиеся в сточных водах, способны подвергаться окислению в природных водах, что связано с потреблением растворенного в воде кислорода. Поэтому важнейшим нормативным показателем качества воды является химическое потребление кислорода (ХПК), определенное бихроматным методом, т.е. ХПК – это количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде. Для характеристики качества воды определяют также биохимическое потребление кислорода (БПК) – это количество кислорода, израсходованного в определенный промежуток времени на аэробное (без доступа кислорода воздуха) биохимическое разложение органических веществ, содержащихся в исследуемой воде, причем промежуток времени может быть различным: 2, 5, 10, 20 сут., БПК₂ - за 2 суток, БПК₅ - за 5 суток и т.д. (табл. 8).

Таблица 7

Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в водоемах (мг/л)

Вещество	ПДКв	ПДКв.р.
Аммиак	2,0	0,05
Бериллий	0,0002	-
Ванадий (V)	0,1	-
Висмут (V)	0,1	-
ДДТ	0,1	отсутствие
Свинец	0,03	0,03
Ртуть	0,005	-
Нефть и нефтепродукты	0,1	0,05
Медь (II)	1,0	0,01
Фенол	0,001	0,001
Цианиды	-	0,05
Хром (VI)	0,1	-

 

Нормы качества воды и водных объектов обычно включают:

· общие требования к составу и свойствам воды для различных видов водопользования;

· перечень ПДК нормированных веществ в воде объектов, предназначенных для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд;

· перечень ПДК нормированных веществ в воде объектов, используемых для рыбохозяйственных целей.

В этих перечнях ПДК должны быть приведены: наименование вещества (его синонимы), лимитирующий признак вредности, класс опасности, нормативное числовое значение с указанием единицы измерения.

При отсутствии ПДК на какое-либо вещество на стадии предупредительного контроля временно устанавливаются ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) содержания этих веществ в воде, разработанные на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов. По мере изучения токсикологических характеристик данных веществ ОДУ заменяется на ПДК.

Таблица 8

Требования к составу и свойствам воды[9]

Показатели	Цели водопользования
	Хозяйственно-питьевые нужды	Коммунально-бытовые нужды
Взвешенные вещества*	При сбросе сточных вод содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться (по сравнению с естественными условиями) более, чем (мг/дм^3)
	0,25	0,75
Температура Т	Летняя температура при сбросе сточных вод не должна повышаться более, чем на 3^оС (по сравнению со среднемесячной Т воды самого жаркого месяца за последние 10 лет).
РН	Не должен выходить за пределы 6,5-8,5
Растворенный кислород, мг/дм^3	Не менее 4 (в любой период)
Хлориды, мг/дм^3	< 350	Не должны быть по органо-
Сульфаты, мг/дм^3	< 500	лептическому определению
Химические вещества	Нормируются по ПДК
БПК мгО2/дм^3 (при 20^оС)	< 3	< 6
ХПК гО2/дм^3	< 15	< 30

*Содержание в воде антропогенных взвешенных веществ (хлопья гидроксидов металлов, частицы асбеста, стекловолокна, базальта, капрона и др.) нормируется по ПДК этих веществ.

 

В городской среде потребление воды в основном осуществляется в селитебной зоне (жилой ячейке, городских учреждениях, офисах и др.) для питьевых и хозяйственных нужд, бытовых целей на территориях, прилегающих к городу.

Водозабор для жилой среды осуществляется из открытых источников (реки, озера) и подземных вод, для чего используются скважины. В РФ действуют нормы качества воды для хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования в соответствии с Правилами охраны поверхностных вод (1991г.), а также перечень ПДК для нормирования веществ в воде, используемой для хозяйственно-питьевых и коммунально-бытовых нужд (СанПиН-4630-88). Ранее считалось, что подземные артезианские воды более качественные, однако в связи с интенсивным хозяйственным освоением территорий, а также закачкой промышленных сточных вод в подземные горизонты требуются значительные исследования и анализы проб воды, чтобы сделать заключение о состоянии подземных вод.

В настоящее время в ряде регионов, в частности, в крупных городах, наблюдается снижение в воде органических веществ (по БПК₅), фенолов и танина, увеличение концентрации нефтепродуктов, нитратов, соединений меди, ртути, свинца, кадмия, цианидов, мышьяка и некоторых других токсичных веществ. Кроме того, имеется много глубинных источников загрязнений, в том числе так называемый пенопролирунный диффузионный сток с городских территорий, дорог, промышленных и строительных площадок, сельскохозяйственных территорий и др., который по объему не уступает контролируемым источникам загрязнений. Имеющиеся нормативы позволяют контролировать состояние воды для хозяйственных и питьевых нужд. Тем не менее качество питьевой воды различается в разных регионах и районах внутри отдельного региона, занимающего большую территорию.

В частности, в настоящее время 2800 предприятий Москвы сбрасывают в городскую канализацию 720 тыс. м³ сточных вод, и только 10% их имеют системы оборотного водоснабжения; 250 предприятий сбрасывает сточные воды в поверхностные водоемы, а более 90% сточных вод поступает в водные объекты Москвы от ТЭЦ и АМО «ЗИЛ». Ежегодно канализация Москвы пропускает более 2200 млн. м³ сточных вод, при этом, протяженность канализационных сетей в Москве составляет5882 км, из которых более 900 км находятся в ветхом состоянии и представляют достаточно серьезную экологическую опасность [10].

Загрязнение подземных вод Москвы происходит прежде всего из-за разрушения старых водозаборных скважин, 75% из которых пробурено и оборудовано более 30 лет назад, это разрушение происходит за счет проникновения в воды каменноугольных отложений загрязненных поверхностных и грунтовых вод. Поскольку подземные воды не используются, как правило, для организации централизованного водоснабжения (за исключением отдельных водозаборов), их охрана не является приоритетной задачей эксплуатационных городских организаций и служб. При этом в Москве недостаточно работает ФЗ РФ «О недрах», принципы которого позволили бы наладить действенную систему охраны и мониторинга подземных вод за счет отчислений московских предприятий за недропользование [10].

Большую опасность представляет загрязнение подземных вод нефтепродуктами из-за их утечек из трубопроводов и резервуаров, заглубленных в грунт без надлежащей противокоррозионной защиты металла. На территории Московского нефтеперерабатывающего завода (МНПЗ) такое загрязнение обнаружено не только в почвах, грунтах, но и поверхностных и грунтовых водах на глубине более 100 м; аналогичное загрязнение подземных вод проявляется в эксплуатационных скважинах и на территориях, прилегающих к МНПЗ (ТЭЦ-22, совхоз «Белая дача» и др.). При этом последствия нефтяного загрязнения почвогрунтов территории МНПЗ могут проявляться через многие годы после его прекращения.

Как указывалось выше (табл. 2) при воздействии воды на организм человека как фактора окружающей среды (ФОС), при наличии в водных источниках загрязнителей до 1 ПДК_В дается 1 балл, до 1,5 ПДК_В – 2 балла, а более 1,5 ПДК_В – 3 балла. Коэффициент значимости при воздействии воды на человека имеет максимальное значение, что надо учитывать при расчете суммарных баллов ФОС жилой среды.

Оценка шумового воздействия

Шум – один из основных неблагоприятных факторов окружающей городской среды, негативно воздействующий на жителей больших городов. Под шумом понимается комплекс звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека.

Звук как физическое явление представляет собой волнообразное движение в упругой среде, вызываемое колебательными движениями звучащего тела, и воспринимаемое органами слуха человека. Звук характеризуется уровнем звукового давления (интенсивностью), измеряемым в децибелах (дБ) и частотой колебаний, выраженной в герцах (1 Гц – 1 колебание в секунду). Он не только мешает работе и отдыху, но и является причиной многих заболеваний, а также снижения физической и умственной работоспособности человека.

Отрицательное влияние на здоровье людей оказывают длительные или чрезмерные по интенсивности действия звука (шума). Шум вызывает сердечно-сосудистые заболевания, головные боли, раздражительность, нарушает обмен веществ, приводит к нарушению моторной и секреторной функции желудка, угнетающе действует на нервную систему, вызывая психические заболевания.

Источники шума подразделяется по физическим свойствам шумообразования: транспортные (автомобильный, рельсовый, авиационный и др.), промышленные, коммунально-бытовые. Шум зависит от закономерностей распространения звуковых волн в пространстве. Городские источники шума могут быть стационарными или передвижными. Большинство из них условно рассматриваются как точечные: автомобиль, локомотив, трамвай, трансформаторная подстанция, спортивная площадка. К линейным источникам шума относятся: железнодорожные составы, плотные автотранспортные потоки в часы «пик» с интенсивностью движения более 5000 экипажей в час. Для пофакторной и комплексной оценки уровней шума необходимо построить картограмму шумового режима города.

В современных городах его основным источниками являются автотранспортные потоки на улицах и дорогах. Учитывая свойство автотранспортного потока как источника шума – непрерывность излучения звука из-за расположения в ряд большого числа точечных источников, этот поток рассматривается как линейный источник, излучающий цилиндрические звуковые волны. Вместе с тем характерной особенностью шума, создаваемого транспортным потоком, являются резкие колебания его уровня, обусловленные неоднородностью потока транспортных средств и изменением режима их движения.

Для унификации методов измерений и оценки шума в городской среде разработан международный стандарт ISO 1996/I «Акустика. Описание и измерение шума окружающей среды. Часть I. Основные величины и методики». Этим стандартом установлено, что в качестве исходной величины для описания шумовых режимов в окружающей среде следует использовать эквивалентный уровень звука, выражаемый в дБА. В качестве же шумовой характеристики транспортных потоков в большинстве стран установлен эквивалентный уровень звука на определенном базисном расстоянии от транспортного потока. Так, в нашей стране это расстояние в соответствии с ГОСТ 20444-85 принято равным 7,5 м от оси ближайшей полосы движения транспортных средств до расчетной точки.

Следует подчеркнуть, что в современном урбанизированном обществе шум стал одним из весьма серьезных отрицательных факторов окружающей среды еще и потому, что его вредное влияние усиливается в сочетании с другими неблагоприятными факторами – запыленностью и загазованностью атмосферного и внутреннего воздуха, столь характерными для современной городской среды обитания.

Основным нормативным документом, регламентирующим уровни звука в помещениях зданий и на территориях застройки, методы определения уровней звука в расчетных точках, требования к средствам шумозащиты и др., является СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» (далее по тексту СНиП).

Нормы строительного проектирования базируются на обобщении многочисленных натурных и экспериментальных исследований шумовых характеристик транспортных потоков, закономерностей распространения шума в застройке, а также санитарно-гигиенических исследований. Вместе с тем быстро изменяющиеся условия жизнедеятельности современных городов, соответствующие им изменения материальной структуры и планировки в процессе реконструкции и др. факторы, требуют уточнения трактовки и использования приведенных общих положений применительно к современным условиям.

Исходным моментом для анализа шумового режима участка застройки (группы зданий) является определение шумовой характеристики транспортного потока на прилегающей к территории участка дороге (или дорогах). В данном случае рассматриваются дороги с регулируемым движением автотранспорта, имеющие районное или местное (жилые улицы, внутриквартальные проезды) значение и - соответственно 4-6 и 2-4 полосное движения в обоих направлениях.

На основании обобщения большого массива натурных исследований установлено, что значение шумовой характеристики зависит главным образом от следующих показателей: количества проходящих в обоих направлениях автотранспортных средств N, ед/ч; средней скорости движения потока V, км/ч; доли грузового и общественного транспорта в потоке р, %. Для рассматриваемых дорог, имеющих продольный уклон не более 20% и асфальтобетонное покрытие, шумовая характеристика L_Аэкв (дБА) транспортного потока определяется по эмпирической формуле:

L_Aэкв= 10∙lgN+13,3∙lgV+4∙lg(1+p)+15 (13)

Учитываемые в формуле (13) показатели должны соответствовать средним значениям за 8-ми часовой период наиболее интенсивного движения в дневное время. Соответствующим образом и нормативы допустимых уровней звука в помещениях зданий и на участках территории застройки регламентируются СНиП для дневного и ночного времени суток.

В условиях планового развития городского хозяйства рекомендуемыми источниками получения указанных исходных показателей может являться генеральный план развития города, а также данные ГИБДД и натурных наблюдений. Действующий СНиП допускает принимать детерминированные величины шумовых характеристик транспортных потоков для условий движения в час «пик» в зависимости от категории улиц и дорог.

Очевидно, что в современных условиях бурного роста обеспеченности населения транспортными средствами, изменения ритма городской жизни и других факторов, непосредственно влияющих на изменение условий движения транспортных потоков, такие рекомендации недостаточно адекватны

Сложившаяся сегодня транспортная ситуация в крупных городах страны во многом сходна с уже много лет существующей в развитых странах. В связи с этим для определения шумовых характеристик транспортных потоков (в рассматриваемых случаях) представляется целесообразным использовать применяемые за рубежом следующие основные методы определения пропускной способности дорог в зависимости от скоростных режимов и факторов движения. При беспрепятственном движении автомобилей в первом ряду дороги со средней скоростью V, км/ч пропускная способность этого ряда n₁, ед/ч характеризуется следующей зависимостью (табл. 12). При этом пропускная способность второго ряда движения принимается в размере 75%, а третьего – 50% от указанных в таблице 12 значений.

Таблица 12

Зависимость пропускной способности автомобилей первого ряда от средней скорости движения

Средняя скорость движения, км/ч	Пропускная способность n1, ед/ч	Средняя скорость движения, км/ч	Пропускная способность n1, ед/ч

Примечание

1.Наличие частых перекрестков приводит к существенному снижению пропускной способности дороги, вплоть до n_I= 550 ед/ч, что соответствует средней скорости потока V≈6 км/ч.

2. Если на улице местного значения разрешена стоянка автомобилей, то пропускная способность 2-х полосной дороги составляет 300 ед/ч, а V≈6 км/ч.

 

Анализ шумового режима застройки предполагает выделение на картограмме зон акустического дискомфорта в помещениях зданий и на участках территории, т.е. зон, где, определяемые расчетом ожидаемые эквивалентные уровни звука, превышают допустимые по санитарно – гигиеническим требованиям. Так как элементами селитебных территорий городских поселений являются группы зданий жилой и смешанной жилой застройки, то соответствующие требования СНиП учитывают функциональное назначение зданий и прилегающих к ним территорий (табл. 13). Приводимые данные относятся к средней величине времени вероятной максимальной акустической нагрузки в дневное время с 7 до 23 часов.

 

Таблица 13

Допустимые эквивалентные уровни звука в помещениях зданий и на территории застройки L_{Aэкв доп}, дБА (с 7 до 23ч)

№ п/п	Помещения и территории	LAэкв доп, дБА
	Жилые комнаты квартир, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах – пансионатах, жилые помещения домов- интернатов для престарелых
	Жилые комнаты общежитий и номера гостиниц
	Рабочие помещения управлений, конструкторских и проектных организаций
	Залы кафе, ресторанов и т.п.
	Торговые залы магазинов, спортзалы
	Уличные территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, обращенным в сторону источников транспортного шума
	Площадки для отдыха в группе жилой застройки, территории детских дошкольных учреждений и школ
	Спортивные площадки в группе жилой или смешанной застройки

 

Для обеспечения указанных требований используется комплекс различных мероприятий: архитектурно-планировочных, конструктивно-защитных, технических, организационных и др. Это позволит ориентироваться в основных направлениях оптимизации акустического режима застройки. При необходимости соответствующие предложения по этому поводу следует изложить в заключительном разделе расчетно-практической работы.

Для расчета ожидаемых уровней звука в расчетных точках на территории (L_Aтер) используется формула:

L_Aтер= L_Aэкв – ∆L_Арас – ∆L_Азел –∆L_Аэкр (14),

где L_Aэкв - шумовая характеристика транспортного потока, дБА; ∆L_Арас – снижение уровня звука над поверхностью земли за счет расстояния от источника шума да расчетной точки, дБА; ∆L_Азел – снижение уровня звука полосами зеленых насаждений, дБА; ∆L_Аэкр – снижение уровня звука экранирующими шум сооружениями, дБА.

Если источник шума расположен на прилегающей к защищаемому зданию территории, а шум проникает через ограждающие конструкции в изолируемое помещение, где расположены расчетные точки, то ожидаемые уровни звука в этом помещении определяются по формуле:

L_Aпом = L_Aтер2 - R_Аок -∆L_Аобс , (15)

где L_Aтер2 – уровень звука на территории на расстоянии 2 м от центра ограждающей конструкции окна защищаемого от шума здания, дБА, определенный по формуле (14), но без учета снижения уровня звука полосами зеленых насаждений; R_Аок - снижение уровня звука конструкцией окна защищаемого от шума объекта, дБА; ∆L_Аобс - снижение уровня звука в помещении за счет его поглощения обстановкой, дБА. Это явление имеет реальную физическую основу, но его величина зависит от функционального назначения помещения и многих прочих факторов. Для жилых помещений зданий массовой застройки эту величину принято считать равной 3 дБА.

В реальных условиях застройки целесообразно использовать эмпирическую зависимость, полученную на основе статистической обработки большого количества результатов натурных исследований по распространению шума на примагистральных территориях с типичными покрытиями. Она учитывает зависимость снижения эквивалентного уровня звука при свободном распространении звуковой энергии, влияние поверхности примагистральной территории и поглощение звука в воздухе. Снижение эквивалентного уровня звука транспортного потока на расстояниях 7,5 – 500 м под влиянием этих факторов определяется по следующей формуле (которая в этом диапазоне учитывается в действующем СНиП):

∆L_Aрас =14 lg (S/7,5), (16),

где S, м – расстояние от источника шума до расчетной точки, расположенной на примагистральной территории или перед фасадами зданий, представляющими так называемый первый эшелон застройки, подверженный наиболее значительному акустическому воздействию.

При определении этого расстояния принимают следующие координаты расположения расчетных точек от источника шума (ИШ):

– на высоте 1,2 м и на расстоянии 7,5 м от первой полосы движения транспорта;

– на территории – на высоте 1,5 м над поверхностью территории;

– перед фасадом зданий массовой застройки (при расчете уровня звука в помещениях) – на высоте не ниже 5-го этажа и не расстоянии 2 м от центра расположения окна.

Однако формула (16), как и другие расчетные схемы, не достаточно учитывает ряда существенных для практики явлений, связанных с изменением уровня звука на территории застройки, вследствие расположения зданий и разрывов между ними. Для оценки этих явлений в порядке первого приближения может быть использован метод, основанный на применении треугольников видимости из расчетной точки источника шума – проезжей части (рис.1)

В ситуации, изображенной на рисунке 1 показано построение треугольников видимости для трех расчетных точек (1,2,3). Треугольники должны быть равнобедренными, их высота - X, м, а основание - l, м. При построении треугольника косого видения дороги (расчетные точки 2,3) необходимо соблюдать равенство отрезков aa' и bb' (точка 2), а также сс' и dd' (точка 3).

Величина снижения эквивалентного уровня звука (в дБА) для i-той расчетной точки территории в данном случае определяется с учетом величин x_i и l_i:

∆L_{Aрас i} =ξ14 lg (x_i/7,5) (17)

где ξ = 1 + 0,185(x_i/l_i – 0,3) при 3≥ x_i/l_i ≥0,3 (18)

ξ = 1,5 + 0,04 (x_i/l_i – 3) при 8≥ x_i/li ≥3 (19)

 

Рис.3.Примеры построения треугольников видимости для расчетных точек на территории застройки (I,II,III,IV –- жилые здания)

 

Покажем расчет величин ∆L_{Aрас I} для ситуации, изображенной на рисунке 3 (табл. 14).

Таблица 14

Снижение эквивалентного уровня звука

Расчетная точка	xi	li	xi/li	Коэф. ξ (формулы 6 и 7)	14∙ lg (xi/7,5)	∆LAрасi, дБА
РТ1			1,59	1,24	9,36	11,6
РТ2			3,38	1,52	10,76	16,3
РТ3			1,5	1,22	12,0	14,6

 

На распространение звуковых волн в приземном пространстве определенное влияние оказывают зеленые насаждения. Роль растительности типа травы в затухании звука заключается лишь в изменении структуры верхнего слоя почвы, повышения степени ее пористости. Зеленые насаждения в виде деревьев и кустарников наряду с изменением структуры почвы (ведущем к изменению ее импеданса) служат своеобразными рассеивателями и поглотителями звуковой энергии.

Большие различия в методических подходах к исследованию затухания звука в зеленых насаждениях послужили причиной появления в литературе противоречивых данных об их эффективности. Большинство авторов рассчитывают постоянную затухания звука на единицу расстояния, т.е. с учетом снижения звука в воздухе по ширине зеленой полосы (это относится и к действующему СНиП). Вместе с тем в зависимости от ширины, плотности, дендрологического состава, структуры полосы и других факторов эта величина может изменяться в больших пределах.

Однако, обширные целенаправленные исследования снижения зелеными насаждениями шума от потоков автомобильного транспорта (и железнодорожных поездов) проведены только в 90- х годах. Они показали, что плотные полосы деревьев и кустарников шириной 15-40 м и общей высотой 5-12 м, расположенные вдоль автомобильных и железных дорог, позволяют снизить эквивалентный уровень звука дополнительно на 2-5 дБА по сравнению со снижением этой величины над участком такой же ширины, но покрытых травой. В связи с этим целесообразно принять ориентировочные значения снижения уровня звука полосами зеленых насаждений в городах ∆L_Азел, приведенные в таблице 15 (там же в скобках показано снижение уровня звука с учетом его затухания в воздушном пространстве по ширине зеленой полосы, что приведено в СНиП).

 

Таблица 15

Снижение шума специальными полосами зеленых насаждений

Полоса зеленых насаждений	Ширина полосы, м	Снижение уровня звука ∆LАзел, дБА
Однорядная при шахматной посадке деревьев внутри полосы	10-15	0-1 (4-5)
То же	16-20	1-2 (5-8)
Двухрядная при расстояниях между рядами 3-5 м; ширина рядов соответствует однорядной посадке	21-25	2-3 (8-10)
Двух или трехрядная при расстояниях между рядами 3м; ширина соответствует однорядной посадке	26-30	3-4 (10-12)