Основным источником шума в городе являются транспорт и некоторые, преимущественно открытые, промышленные установки. Значительный шум возникает также в местах размещения общественных учреждений с массовым нахождением людей, таких как стадионы, спортивные комплексы, плавательные бассейны, торговые центры и т.п.

Шум от отдельного транспортного средства в условиях города не имеет существенного практического значения для оценки шумового режима в городской застройке. Как правило, уличный транспортный шум является результатом сложения шумов различных транспортных средств. В связи с этим характеристика отдельных источников уличного транспортного шума представляет интерес главным образом для контроля каждого из этих источников.

Чтобы бороться с уличными шумами, необходимо иметь данные о шумовых характеристиках транспортных потоков или, как их принято называть, о шумах от общегородских магистральных улиц, районных улиц, жилых улиц местного движения. Как всякие источники шумов, отдельные транспортные источники и транспортные потоки характеризуются суммарными уровнями звукового давления, уровнями шума, спектрами шума и изменением уровней во времени.

Уличные транспортные шумы складываются из уровней звукового давления отдельных транспортных единиц. Изменение суммарного уровня звукового давления при этом будет зависеть от преобладания транспорта тех или иных видов, одновременно передвигающегося по улице (при неизменной скорости движения). Например, преимущественно грузовые автомобили в потоке дают более высокий уровень шума в сравнении с потоком легковых автомобилей при равном количестве.

Уровень шума в городах, главным образом на основных магистральных улицах (особенно грузового движения), настолько высок, что даже при закрытых окнах в помещениях зданий, выходящих в сторону проездов, он значительно превышает допустимые санитарные нормы. Расчетные шумовые характеристики транспортных потоков (∆L_{А экв}) на улицах и дорогах городов для условий движения транспорта в час «пик» допускается принимать по таблице 2.11.

Таблица 2.11 Шумовая характеристика транспортного потока

Категории улиц и дорог	Число полос движения проезжей части в обоих направлениях	Шумовая характеристика транспортного потока ∆LАэкв., дБ
Скоростные дороги	6	86
	8	87
Магистральные улицы и дороги:
общегородского значения	6	84
	8	85
непрерывного движения	4	81
	6	82
регулируемого движения	4	81
	6	82
районного значения	2	79
дороги грузового движения	4	81
Улицы и дороги местного значения:
жилые улицы	2	73
	4	75
дороги промышленные и коммунально-складских районов	2	79

Шумовыми характеристиками потоков железнодорожных поездов (таблица 2.12) являются эквивалентные уровни звука (∆L_{А экв}) на расстоянии 7,5 м от оси, ближней к расчетной точке. При движении на рассматриваемом участке железной дороги нескольких различных поездов (пассажирских, грузовых и электропоездов) шумовую характеристику потока поездов следует определять путем суммирования (по энергии) эквивалентных уровней звука, определенных при условии движения отдельных поездов.

Таблица 2.12 Шумовые характеристики потоков железнодорожного транспорта

Тип поездов	Эквивалентный уровень звука ∆LА экв., дБ при интенсивности движения, пар/ч
	1	2	3	4	5	6	8	10	15	20	25	30
Пассажирские	66	69	71	72	73	74	75	76	78	79	80	81
Электропоезда	72	75	77	78	79	80	81	82	84	85	86	87
Грузовые	76	79	81	82	83	84	85	86	88	89	90	91

Шумовыми характеристиками источников шума внутри групп жилых домов являются эквивалентные уровни звука ∆L_Аэкв. на расстоянии 7,5 м от границ источников шума (таблица 2.13).

Таблица 2.13 Шумовые характеристики источников шума внутри жилых домов

Причины шума	Эквивалентный уровень звука, ∆LАэкв., дБ
Работа мусороуборочной машины	71
Разгрузка товаров и погрузка тары	70
Игры детей	74
Купание детей в плескательных бассейнах	76
Спортивные игры:
футбол	75
волейбол	74
баскетбол	66
теннис	61
хоккей	65

В условиях городской застройки распространение звука (шума) может происходить при следующих основных условиях:

1) в открытом пространстве над поверхностью земли различными покрытиями;

2) через зеленые – насаждения, находящиеся на – пути от источника к застройке;

3) при наличии экранирования источника различными препятствиями: стенками, откосами, выемками и т.п.

Уровень звука (L_{А тер}) в расчетной точке на территории защищаемого от шума объекта следует определять по формуле:

L_{А тер} = L_{А экв} – ∆L_{А  рас} – ∆L_{А экр} – ∆L_{А зел.},

где L_{А экв} – шумовая характеристика источника шума (определяется согласно ГОСТ 27436 – 87 и по таблицам 2.11 – 2.13) дБ; ∆L_{А рас.} – снижение уровня звука в зависимости от расстояния между источниками шума и расчетной точкой, определяемое по /30/, дБ; ∆L_{А экр} – снижение уровня звука экранами на пути распространения звука, дБ; ∆L_{А зел} – снижение уровня звука полосами зеленых насаждений, определяется расчетом или по таблице 2.14.

Таблица 2.14 Снижение уровня звука полосами зеленых насаждений

Полоса зеленых насаждений	Ширина полосы, м	Снижение уровня звука, ∆LА зел., дБ
Однорядная при шахматной посадке деревьев внутри полосы	10…15 16…20	4…5 5…8
Двухрядная при расстояниях между рядами 3…5 м; ряды аналогичны рядам однорядной посадки	21…25	8…10
Двух- или трехрядная при расстояниях между рядами 3 м; ряды аналогичны рядам однорядной посадки	26…30	10…12
Примечание. Высоту деревьев следует принимать не менее 5…8 м.

Высокие уровни существующего городского шума, прежде всего, требуют создания защитных зон между жилыми территориями и транспортными магистралями. Эффективными защитными зонами являются, например, озелененные полосы шириной в десятки и сотни метров для автомобильных и железнодорожных магистралей и в некоторых случаях километровые для защиты от шума мотороиспытательных станций, аэродромов.

Но даже значительное увеличение защитной зоны не снижает радикально уровней шума. При этом широкие озелененные полосы вызывают удлинение различных инженерных коммуникаций и увеличивают расходы на благоустройство.

Распространение звука при наличии экранов-барьеров

Снижение шума экраном-барьером  происходит в результате возникновения так называемой звуковой тени. Расчетная схема распространения шума за барьером приведена на рис.2.22 и 2.23. Снижение уровня шума за счет экранирования барьером рассчитывают по отдельным частотам спектра.

Рис. 2.22. Расчетная схема распространения шума за барьером

Сокращение ширины защитных полос около грузовых магистралей может быть достигнуто применением экранирующих устройств вдоль проездов в виде протяженных зданий нежилого назначения, стенок-барьеров, земляных насыпей-кавальеров; также целесообразно использовать выемки для прокладки в них проезжих частей магистралей.

В практике применения экранирующих барьеров могут встретиться два случая решения задачи: во-первых, когда источник шума и точка наблюдения В за экраном находятся на одной горизонтальной прямой (рис. 2.24); во-вторых, когда источник и точка наблюдения В лежат на разных уровнях относительно горизонтальной плоскости (см. рис. 2.23).

Распространение звука через зеленые насаждения защитных полос

Для расчета распространения шума через защитную полосу зеленых насаждений следует принимать расчетные схемы, приведенные на рис. 2.24 и 2.25.

Расчет распространения шума для случая с одной сплошной полосой зеленых насаждений производится по следующим формулам:

а) для линейного источника:

б) для источников, расположенных в ряду на расстоянии S между собой:

           при r_n ≤ S / 2;

           

                 при r_n > S / 2,

где k_n – коэффициент, учитывающий характер поверхности Земли (k_n = 0,9 для асфальта, k_n = 1 для грунтов, k_n = 1,1 для газонов); S – расстояние между источниками, км; k₃ – коэффициент зеленых насаждений.

Рекомендуется принимать следующие значения коэффициента k₃: для защитных полос из деревьев шахматной посадки с густыми сомкнутыми кронами, подлеском и кустарником по периметру – 1,5; для зеленых насаждений лесопаркового характера средней густоты с кустарником – 1,2.

Рис. 2.23. Схема профилей магистральной улицы с шумозащитными экранирующими устройствами:

а – полосами защитных зеленых насаждений; б – земляным кавальером с барьером стенкой; в – экранирующим зданием нежилого назначения (магазином, мастерскими обслуживания и т.п.); г – откосами выемки, в которую помещена проезжая часть магистральной улицы (размеры указаны в метрах)

Расстояние между источниками, расположенными в ряду равно:

S = 1000  V_тр. / N,

где V_тр. – скорость движения, км/ч; N – интенсивность движения, авт./ч

Рис. 2.24. Расчетная схема распространения шума за защитной полосой зеленых насаждений

Область акустического влияния полос зеленых насаждений ограничивается дистанцией в 2Н (Н – средняя высота полосы). При высотном уровне источника (h_и), равном  0,5… 1,0 м область акустической тени достигает 3Н и более. С увеличением h_и, до 3…5 м область акустической тени сокращается до 1H. Установлено, что с увеличением концентрации элементов фитомассы возрастает интенсивность процесса множественного рассеивания и шумопоглощения энергии звуковых волн.

Общая акустическая эффективность полос зеленых насаждений при удельном объеме фитомассы (УОФ) равном 0,2…0,8 м³ составляет 1…4 дБА. Наиболее полная реализация шумозащитных качеств полос зеленых насаждений достигается при расположении полосы вблизи источника шума. Оптимальная позиция определяется расстоянием, не превышающим 8…12 м от источника шума. В некоторых случаях становится целесообразным приближение полосы зеленых насаждений к защищаемым объектам, хотя шумозащитная эффективность оказывается сниженной.

Рис. 2.25. Расчетная схема защитных зеленых насаждений,

состоящих из нескольких частей (по Ф. Майстеру)

Изменение шумозащитной эффективности полос зеленых насаждений в течение года обусловливается компенсаторным взаимодействием акустических характеристик лиственного покрова и слоя опавшей листвы. Максимально шумозащитные функции полос реализуются в период вегетации, претерпевая незначительные изменения в сторону уменьшения эффективности на 1…2 дБА после опадания листьев. Наименьшая эффективность полос из лиственных и смешанных древесных видов наблюдается в весенний период, с момента таяния снега до появления листьев. Эффективность

лиственных полос озеленения шириной до 20 м в этом случае не превышает 0…2 дБА. Общее снижение шумозащитной эффективности смешанных (до 50 % хвойных), хвойных и лиственных полос зеленых насаждений при их ширине 25…60 м составляет 2…4 дБА.

Для определения ожидаемого уровня снижения шума полосами зеленых насаждений используется формула:

∆L = -0,022 + 0,102 h_ср + 2,41 U_of + 0,042b,

где ∆L – ожидаемый уровень снижения шума (дБА); h_ср – средняя высота полос крупного зеленого массива (КЗМ), м; U_of – удельный объем фитомассы, м³; b – ширина защитных полос, м.

Большинство высокополнотных (pol = 0,8…0,9) насаждений, обладающих максимальным запасом наземной фитомассы, имеют высокую степень снижения шума (8…10 дБА на 100 м глубины). Густые ярусы подроста, подлеска, а также опушечные ряды кустарников, формирующих плотную фронтальную поверхность крупного зеленого массива, способствуют эффективному снижению шума. Максимально шумозащитные функции (до 14…16 дБА снижения шума на 100 м глубины) проявляются в насаждениях с вертикальной сомкнутостью. Однако разновысотный древостой, составляющий основу структуры насаждений с вертикальной сомкнутостью, не обеспечивает достаточно протяженной и стабильной «теневой» зоны. С возрастанием ширины защитных полос более 100 м определяется дальнейшее снижение уровней шума в насаждении (15…21 дБА на 200 м).

Анализ экспериментальных зависимостей позволил представить следующее уравнение ожидаемого уровня снижения шума:

L = -4,744 + 7,951 роl+ 0,098 b,

где L – ожидаемый уровень снижения шума (дБА) участком КЗМ; pol – полнота насаждения; b – ширина участка, м.

Рис. 2.26. Планировочная организация санитарно-защитной зоны промышленного предприятия по фактору шума в зависимости от положения эквивалентного акустического центра (ЭАЦ):

1 – территория промышленной площадки; 2 – шумозащитные лесонасаждения; 3 -положение ЭАЦ; 4 – территория жилой застройки; R, r – соответственно радиусы зон акустического дискомфорта в отсутствии и при наличии шумозащитного озеленения

Планировочную организацию озеленения санитарно-защитной зоны (СЗЗ) по фактору шума рекомендуется принимать в зависимости от положения эквивалентного

акустического центра (ЭАЦ) (рис. 2.26). На территории санитарно-защитной зоны следует планировать массив лесонасаждений (до 80…95 % всей площади) высотой не менее 16… 18 м. При высоте источников промышленного шума до 5 м с целью образования протяженной и стабильной зоны звуковой тени необходима закладка лесонасаждения вертикальной сомкнутости. При наличии мощных источников шума на высотах более 5…6 м наиболее эффективным решением будет создание крупного зеленого массива горизонтальной сомкнутости, при этом необходимо стремиться к максимальному сохранению существующих лесных массивов с включением их в состав СЗЗ по фактору шума.

Необходимо приближение крупного зеленого массива к границам промышленной площадки (6…12 м) для дополнительного снижения уровня шума вследствие экранирующего эффекта. В ассортименте могут быть использованы хвойные виды: сосна обыкновенная, ель европейская (при создании массивов горизонтальной сомкнутости), а также лиственно-хвойные насаждения. Внешние границы СЗЗ следует формировать «наложением» двух факторов дискомфорта, определяемых положением эквивалентного акустического центра и величинами санитарных разрывов. Рекомендуется выделять две зоны, где функциональные задачи озеленения дифференцированы и подчинены решению задач шумозащиты (участки КЗМ шириной не менее 150 м) и аэродинамике насаждений (система отводящих линейно-полосных участков).

Но даже значительное увеличение защитной зоны не снижает радикально уровней шума. При этом широкие озелененные полосы вызывают удлинение различных инженерных коммуникаций и увеличивают расходы на благоустройство.

В заключение следует отметить, что борьба с шумом строительно-планировочными средствами не является главным направлением в решении проблемы снижения городских уличных шумов. Эти мероприятия должны быть дополнительными при решении основной задачи локализации шума в источнике, в частности на транспортных экипажах, за счет применения более совершенных глушителей, амортизации шумящих частей двигателей, кузовов и ходовых частей.

Только совместные усилия технологов, машиностроителей, специалистов по планировке и благоустройству городов в тесном взаимодействии с акустиками могут наиболее эффективно и экономично обеспечить нормализацию шумового режима.