Delist.ru

 Разработка шумозащитных методов с применением зеленых насаждений при развитии селитебных территорий городской застройки (27.10.2010)

Автор: Винников  Юрий Анатольевич

Предметом исследования являются градостроительные планировочные приемы шумозащитного озеленения внутри селитебной территории.

Теоретической и методологической основой исследования являются работы отечественных и зарубежных авторов по изучению и использованию шумозащитных свойств зеленых насаждений (ШСЗН) для оптимизации селитебных территорий городской среды, законодательные и нормативные акты Российской Федерации, направленные на улучшение экологической обстановки в стране, охрану окружающей среды, рациональное использование природных ресурсов, создание благоприятных условий проживания и здорового образа жизни граждан.

В диссертации использовались экспериментальные методы исследований, основанные на методах статистической акустики, а также методы модельных исследований и макетирования. Применение этих методов позволило исследовать акустические процессы в трудно воспроизводимых и варьируемых конструкциях шумозащитных зеленых насаждений (ШЗН). Экспериментальные данные получены на прецизионной акустической аппаратуре фирм «RFT» и «TES» c их последующей компьютерной статистической обработкой.

Обоснованность выводов и достоверность результатов исследований подтверждается использованием современных методических приемов и применением прецизионной аппаратуры, достаточным объемом экспериментальных данных, статистически обработанных с применением современных компьютерных технологий, а также сравнением полученных результатов исследований с данными отечественной и зарубежной литературы.

Практическая значимость работы. Разработанный метод расчета акустической эффективности использования ШЗН во внутриквартальных пространствах позволяет с высокой достоверностью наиболее полно оценить различные приемы планировки их посадок. Причем акустическая эффективность по предложенной методике позволяет оценить различные конструкции посадок, их дендрологический состав с точки зрения не только звукоизоляции, но и звукопоглощения. Полученные дополнительные данные по внутриквартальным шумам жилой застройки позволяют расширять вариантный ряд планировочных структур дворового озеленения, т.е. более рационально расходовать средства на решение социально-экономической и экологической проблем создания условий проживания на селитебных территориях. Макетный метод исследований позволяет получать экспресс-данные об акустических свойствах ШЗН.

Научная новизна исследований заключается в открытии новых свойств ШЗН, находящихся во внутриквартальных ограниченных пространствах городской застройки, а именно рассмотрении их как объемно-акустических преград, обладающих как звукоизолирующими, так и звукопоглощающими свойствами.

На основе этого была разработана макетная методика исследования звукоизолирующих свойств ШЗН аллейного типа, имеющих продольный межкроновый разрыв. При этом данная методика позволяет учитывать изменения спектров звукопоглощения и звукоизоляции при изменении конструкции посадок а, следовательно, наиболее полно использовать возможности ШЗН при их проектировании. В результате проведенных исследований получены аппроксимированные частотные кривые, позволяющие проектировать ШЗН с требуемой акустической эффективностью и однородностью. Объем произведенных экспериментов позволил уточнить картину распространения проникающего уровня шума во внутриквартальные пространства.

Новой является разработанная методика расчета эффективности шумозащитных свойств зеленых насаждений во внутриквартальных пространствах.

Личный вклад автора заключается в разработке методов работы и проведения исследований в натурных и моделируемых условиях, в сборе, обработке и анализе экспериментальных материалов, получении обоснованных выводов и заключений, разработке практических методических рекомендаций на основе обработанных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методические рекомендации по снижению внутриквартальных шумов внутри селитебных территорий с помощью зеленых насаждений.

2. Методы исследования звукоизолирующих и звукопоглощающих свойств шумозащитных зеленых насаждений аллейного типа (с внутренней реверберацией).

3. Модельная экспресс-методика определения звукоизолирующих свойств зеленых насаждений.

4. Методика расчета эффективности подкроновых посадок, дополняющая имеющиеся методики и учитывающая повышение акустического комфорта во внутриквартальных пространствах за счет звукопоглощающих свойств шумозащитных зеленых насаждений.

Внедрение результатов исследования. Результаты данного диссертационного исследования использованы при выполнении следующих научно-проектных

«Проект озеленения дворовых пространств комплекса 4-5-этажных жилых домов по ул. Пересвета в г. Брянске» (2000 г.);

«Проект озеленения дворовых пространств в микрорайоне «Московский» г. Брянска (2000 г.).

Основные положения диссертации по применению шумозащитных насаждений в планировочной структуре крупных городов включены в учебный курс «Архитектура гражданских и промышленных зданий» в Брянской государственной инженерно-технологической академии (БГИТА). Апробация результатов исследования. Основные положения, сформулированные в диссертации, обсуждались и были одобрены на следующих научно-практических конференциях:

научно-практические конференции Брянской государственной инженерно-технологической академии (г. Брянск, 1998-2001 гг.);

международный экологический симпозиум «Перспективные информационные технологии и проблемы управления рисками на пороге нового тысячелетия» (г.Санкт-Петербург, 2000 г.);

международная научно-практическая конференция «Экология, наука, образование, воспитание» (г. Брянск, 2000 г.);

международные научные чтения «Стратегия выхода из глобального экологического кризиса» (г. Санкт-Петербург, 2001 г.);

научно-технический семинар «Экология, акустика, светотехника и защита от шума» (г.Севастополь, 2001 г.).

Основное содержание диссертации опубликовано в статьях и докладах, всего в 8 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Работа изложена на 169 страницах, содержит 25 рисунков, 30 таблиц, 55 приложений на страницах 170-226. Список литературы составляет 167 наименований научных трудов отечественных и зарубежных авторов.

Содержание работы.

В первой главе предоставлен анализ работ, посвященных исследованиям распространения звука в земных преградах, характеристика источников шума, проникающих и возникающих в дворовых пространствах.

Рассмотрен ряд противошумных мер архитектурно-планировочного характера и показано место и роль в этом ряду шумозащитного озеленения. Особое внимание уделено возможности более широкого использования зеленых насаждений на территориях жилых зон. Зеленые насаждения можно рассматривать и как своеобразную преграду распространению шума, при этом обладающую определёнными специфическими свойствами.

В нашей стране был проведен ряд исследований шумозащитных свойств зеленых насаждений С.П. Алексеевым, К.Н. Шапшневым, П.И.Леушиным, В.А. Осиным, Б.Г Прудниковым, М.М. Болховитиной, Г.П. Берфиной, А.В. Городковым, В.В. Цыганковым и др. В этих работах нашло подтверждение положение о том, что зелёные насаждения, обладающие свойствами акустической преграды: звукопоглощением, отражением и изоляцией, могут использоваться как средство для борьбы с шумом. Итоги иностранных многолетних натурных исследований шумозащитных свойств растительности: F. Brukmaer, H. Barner, M. Meister, W. Ruhrberg, безусловно, следует признать плодотворными.

Звук, распространяясь из свободного пространства в крону зелени, переходит в другую среду, образованную листьями. Эта среда, обладая значительно большим, чем воздух, акустическим сопротивлением, отражает и поглощает звуковую энергию, трансформируя её в тепло. В кроне дерева или кустарника звуковые волны отражаются и рассеиваются от массы листовых пластин. Кроме того, потеря звуковой энергии происходит за счет эластичности и смещения листовых пластинок, находящихся на упругих

Основное требование к зелёным насаждениям в отношении их шумозащитных качеств - это плотность их лиственного или хвойного покрова. Высота деревьев должна быть не менее 7 м, т.е. возраст деревьев 15-20 лет. Причём высокие деревья наиболее эффективно ослабляют звуки низких частот, деревья средней величины - звуки средних частот, кустарники - звуки высоких частот (И.Л. Карагодина, Г.Л. Осинов, Г.П. Берфина).

Все исследователи обратили своё внимание на высокие акустические способности зелёных посадок и необходимости их учёта при снижении проникающего шума внутрь селитебных территорий, то есть во внутриквартальных пространствах. Внешний шум легко проникает в эти пространства и, не встречая поглощающих преград, распространяется, многократно отражаясь. В настоящее время нет практических рекомендаций, основанных на теоретических и методологических подходах к этой проблеме.

Исследования по ожидаемому эффекту снижения шума с помощью внутриквартальных зелёных насаждений не проводились и вопрос нуждается в дальнейшей проработке с целью получения конкретных рекомендаций.

Во второй главе приведены методики, использованные в процессе исследований, разработанные на основе стандартных и адаптированные к определенным условиям. Результаты исследований получены экспериментальным путем с применением высокоточного оборудования на полигоне учебно-опытного лесхоза Брянской государственной инженерно-технологической академии (БГИТА).

Для решения конкретных задач расчета показателей шумового параметра автотранспортного потока, распространяющегося над звукоотражающей поверхностью во внутриквартальное пространство селитебной территории, был разработан метод моделирования.

Анализ пространственной интерференционной картины при распространении транспортного шума над звукоотражающей поверхностью позволил адаптировать разработанный метод моделирования к измерениям вертикальной плоскости. При проектировании внутриквартальных пространств города или любого населенного пункта принимаются такие планировочные решения, в основном из соображений рациональности и удобства, что въезд в пространство со стороны основных автомагистралей переходит во внутриквартальный проезд, который является его прямолинейным продолжением. Таким образом, проникающий во внутриквартальное пространство транспортный шум распространяется над звукоотражающей поверхностью прямолинейно и, в основном, беспрепятственно. В результате изучения факторов прямолинейного распространения проникающих шумов над отражающей поверхностью (бетон, асфальт) с учетом интерференционных явлений, как в длину, так и по высоте, было экспериментально установлено:

с удалением от местонахождения источника шума расстояния интерференции увеличиваются;

зоны интерференционных подъемов и спадов уровней звукового давления существуют и их положение зависит от частоты;

расположение зон интерференционных подъемов и спадов уровней звукового давления зависит от высоты источника звука, уклона и формы отражающей поверхности.

загрузка...