Реферат: Проблемы снижения уровня шума в городах

Шум, создаваемый дорожным транспортом, часто обладает высокими уровнями в диапазоне низких частот, когда звукоизоляция ограждающей конструкции обычно определяется массой ограждающей конструкции.

Двухслойная конструкция будет иметь большую звукоизоляцию, чем однослойная той же суммарной массы. Напри­мер, стена из пустотелого кирпича будет обладать более высокой звукоизоляци­ей чем стена из сплошного кирпича. Звукоизоляция двухслойной ограждаю­щей конструкции зависит от физических характеристик каждого из слоев и от характера соединений между ними. Чем дальше друг от друга расположены слои и чем меньше связь между ними, тем лучше будет звукоизоляция этого двух­слойного ограждения. Распространение звука через обрамляющую конструкцию можно уменьшить, если для этого будут использованы по крайней мере для од­ного из слоев так называемые манжет­ные уплотнения. Звукоизоляцию двух­слойных ограждающих конструкций можно улучшить путем заполнения про­межутка между слоями звукопоглощаю­щим материалом, таким, как стеклово­локно.

В стене должны отсутствовать легкие открывающиеся элементы, такие, как двери и окна, так как их слабая звукоизоляция снизит звукоизолирующие свойства ограждающих конструкций. Но здания редко проектируются с учетом этого соображения, так как окна обеспечивают естественное освещение, вентиляцию точно так же, как визуальный контакт с внешней средой.

Двухслойные ограждающие конст­рукции в виде двойного стекления мо­гут значительно улучшить звукоизоля­цию. Важнейшим фактором, определяю­щим эффективность двойного стекле­ния, является зазор между составными стеклянными   панелями. Увеличение зазора до 200 мм приво­дит к общей большей звукоизоля­ции.

Если листы стекла будут установле­ны не параллельно, можно получить не­большое улучшение звукоизоляции как в области совпадения длин волн, так и в той области, где наблюдается эффект полостного резонанса. Однако общее снижение шума, полученное путем на­клона одного из листов стекла, редко оправдывает дополнительные расходы на сооружение ограждающих конструк­ций.

Аналогичного улучшения звукоизоляции можно добиться путем наклейки полос на контур открывающегося окна. Однако чистое открывание окна может привести к нарушению способности та­ких полос полностью перекрывать щели по контуру. При открывании окна для проветривания помещения звукоизоля­ция резко падает.

При плотно закрытых или уплотнен­ных окнах нельзя использовать естест­венную вентиляцию. Нужна либо меха­ническая система вентиляции, либо си­стема кондиционирования. Такие систе­мы должны быть тщательно подобраны с тем, чтобы осуществлять адекватную вентиляцию без превышения приемлемо­го уровня шума. Вентиляционные выход­ные и входные отверстия этих систем не должны быть обращены к дороге. Их необходимо оснащать отражательными перегородками или щитками для того, чтобы заблокировать пути распростра­нения шума.

Крыша здания обычно является единственным существенным путем рас­пространения шума автомобильного транспорта, когда здание расположено ниже уровня автомобильной дороги, или у крыши есть постепенный наклон, при котором большая площадь крыши оказывается подвержена непосредствен­ному воздействию шума. В крыше лю­бой конструкции обычно имеется мно­жество воздушных промежутков, кото­рые изменяют звукоизоляцию. Ее можно было бы обеспечить даже при помощи тяжелого черепичного покрытия. Любые отверстия в крыше (дымовые или вытяжные трубы) будут способство­вать распространению шума. Если эти отверстия не очень значительны, их сле­дует уплотнить. Но в большинстве слу­чаев вентиляция в полости крыши имеет важное значение, поэтому нужно распо­лагать указанные отверстия на той сто­роне здания, которая не обращена к ав­томобильной дороге, или эти отверстия следует оснастить решеткой или звукозащитным козырьком.

4.1. Уменьшение шума при взаимодейст­вии колеса и рельса

Можно предложить два про­тивоположных метода уменьшения шу­ма, излучаемого взаимодействием комп­лекса и рельса.

Первый из этих методов сводится к максимально возможному уменьше­нию неровности колес и рельсов. В этом случае наибольший эффект до­стигается устранением неровностей у то­го из указанных элементов, неровность которого большая. При таком подхо­де происходит снижение переменной со­ставляющей силы взаимодействия коле­са и рельса. Подобный метод дает наи­лучшие результаты на практике. Это предполагает текущее содержание по­верхности рельсов в состоянии свобод­ном от волнообразного износа и приме­нение дисковых тормозов для уменьше­ния образования неровностей на банда­же колес. Возможно также применение некоторых типов колодочных тормозов, в которых чугунные колодки заменяют­ся на тормозные колодки из композит­ных материалов, хотя эти колодки по-прежнему будут воздействовать на бан­даж колеса. Такая замена колодок спо­собствует уменьшению шума качения, так как на поверхности колеса не будут образовываться волнистые неровности.

При втором методе можно попы­таться уменьшить реакцию излучающих шум элементов. Наиболее очевидный способ заключается в увеличении демп­фирования колес или рельсов. Такая по­пытка была сделана при поиске меро­приятий по уменьшению скрежета колес при проходе кривых участков пути. Од­нако эта попытка не привела к сколько-нибудь значительному снижению шума при качении колес по прямолинейному или криволинейному участку пути боль­шого радиуса. Причина неудачи этой попытки не ясна, но можно полагать, что трение, которое возникает в месте контактной вмятины, уже превышает значение дополнительно вводимого дем­пфирования.

Был испробован также другой метод уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического экрана на ку­зове в виде фартуков, прикрывающих тележки. Эффект от этого метода был также незначительным: наибольшее сни­жение шума составило 2 дБА. Слож­ность устройства фартуков состоит в том, что обычно их нельзя сделать до­статочно низкими для полного экрани­рования шума колес из-за жестких огра­ничений установленного габарита под­вижного состава для предотвращения соударений с различными путевыми уст­ройствами. Кроме того, если принять корректность теории о том, что рельс является главным источником излучения шума, то экранирование колес вряд ли может привести к значительно­му снижению шума.

Другим возможным решением явля­ется устройство протяженных акустиче­ских экранов вдоль пути. Однако возни­кает сомнение относительно эффектив­ности акустических экранов, установлен­ных близко к пути. Обычно акустические экраны эффективны лишь тогда, когда приблизительно их высота превышает длину волны звука, распространяющего­ся в направлении экрана. Следователь­но, можно полагать, что экраны будут эффективны лишь в области верхних частот спектра шума взаимодействия колеса и рельса, да и то лишь в том случае, когда каждый железнодорожный путь огражден акустическими экранами с двух сторон.

4.2. Шум грузового вагона

По эксплуата­ционным соображениям система рессор­ного подвешивания грузового вагона должна быть как можно более эконом­ной. Последствия этого очевидны. Гру­зовые вагоны строятся относительно грубо, без должных мер, ограничиваю­щих их дребезжание и грохот. Демпфи­рование системы рессорного подвешива­ния обычно недостаточно, и вибрации могут свободно передаваться кузову вагона. Причем вагоны шумнее при по­рожнем пробеге, чем при эксплуатации в груженом состоянии: груз приводит как к стабилизации массы, так и к неко­торому демпфированию.

Могут быть предложены технические средства уменьшения шума грузового подвижного состава до уровня шума пассажирских вагонов, но их реализация натолкнется на ряд препятствий. Иссле­дования показывают возможность сни­жения уровня шума грузовых вагонов с помощью дисковых тормозов на 5 дБА. Однако обычно возникают, помимо соображений, связанных с модифика­цией тормозной системы, еще и другие веские аргументы в пользу сохранения чугунных колодочных тормозов. Изме­нения тормозного усилия в зависимости от скорости движения применительно к двум рассматриваемым системам тор­мозов значительно отличаются. Поэто­му использование в эксплуатации грузо­вых вагонов с разными тормозами в од­ном и том же поезде не может быть допущено. Следовательно, эксплуатация международных грузовых поездов с обычным для них переформированием и разнотипностью вагонов требует того, чтобы у всех вагонов новых или старых, любой принадлежности была одна и та же тормозная система.

Снижение уровня шума дребезжания и грохота, а также устранение резонанс­ных форм колебаний кузовов подвиж­ного состава не представляет особых технических трудностей, но реализация соответствующих мер требует затрат. Аналогично этому применение более прогрессивной системы рессорного под­вешивания или грузовых вагонов, оснащенных тележками, а не использование удлиненных вагонов с двухосными колесными базами, приводит к скрежету в кривых участках пути. Перевод старых грузовых вагонов на новую современную ходовую часть связан с большими затратами.

4.3. Снижение вибрации

4.3.1. Ограничение вибрации в источнике

Устранение износа и дефектов поверхности катания колес. Проточка бандажа колес применяется для уменьшения неравномерности износа поверхности катания, а также для уменьшения неровности поверхности катания. Проточка бандажей колеса приводит к существенному уменьшению вибрации лишь в том случае, когда неровность поверхности катания колес превышает неровность поверхности катания рельсов. Улучшения после проточки колес не произойдет при наличии волнообразного износа на поверхности катания рельсов. Ползуны, плохие стыки рельсов или деформированный рельс могут увеличить уровни вибрации на 10-20 дБ сравнению с ситуацией, когда колеса и рельсы имеют ровную поверхности катания, а путь – бесстыковую конструкцию.                       

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6