Борьба с шумовым загрязнением окружающей среды 

Введение

В современном мире весьма важной научно-технической проблемой  является борьба с шумовыми загрязнениями окружающей среды. Теперь к жертвам шума следует относить не только котельщиков и клепальщиков, как это было несколько десятков лет назад, но, пожалуй, и каждого жителя города. Год от года шум растет и в домах, и на улице, и на производстве. Например, в Москве и других больших городах за последнее десятилетие шум вырос в 10—15 раз. Ученые уже давно установили, что шум вызывает тугоухость, приводит к нарушениям сна, язвенной болезни, сердечно-сосудистым, нервным и другим заболеваниям. Особенно большой вред шум приносит детям и больным.

Современная акустическая наука  может предложить весьма эффективные  средства борьбы с шумом, В одних случаях инженеры-акустики умеют снизить чрезмерный шум того или иного механизма, в других — изолировать этот шум, отражая его обратно к месту возникновения и не давая ему распространиться по всему помещению. Если невозможно бороться с самим шумом, с успехом применяют индивидуальные средства защиты человека: ушные заглушки (вкладыши) и противошумные наушники.

К сожалению, несмотря на то что шумовая угроза затрагивает почти все население, борьба с шумом в нашей стране не достигла пока удовлетворительного уровня и не отвечает современным возможностям науки и техники. Конструкторы и изготовители различных механизмов и средств транспорта, а также лица, связанные с их эксплуатацией, еще не уделяют должного внимания охране населения от чрезмерного шума.

Главную причину недостаточного развертывания борьбы с шумом мы видим в отсутствии у соответствующих научно-технических кадров необходимых знаний в области акустики вообще и воздействия шума на человека в частности. Заголовок первой главы («Неведомая наука — акустика») можно адресовать большому кругу лиц, обязанных следить за акустическим климатом. В деле охраны человека от вредных внешних воздействий акустику используют меньше, чем остальные естественные науки. Это отражается даже в языке: тогда как в популярных книгах и журналах уже не считается нужным пояснять такие слова, как, например, «античастица», «лазер», «хромосома», «мягкая посадка», «жесткое излучение» и т. д., слова: «шумовая проблема», «шумность», «заглушение», «децибелы», «реверберация» и т. п. — часто воспринимаются как какие-то экзотические термины.

Такое положение вещей  делает весьма важной пропаганду акустических знаний на популярном уровне. Поэтому  появление в переводе настоящей книги, преследующей именно эту цель, следует считать весьма своевременным.

Обесшумливание  и изоляция звука

Когда сталкиваешься с проблемой шума, которую ставит уже существующий механизм, бесполезно приниматься объяснять, как следовало проектировать его с самого начала. Истина проста: с механизмом уже ничего не сделаешь, но нельзя ли что-нибудь сделать с шумом?

Обратимся к типичному  случаю, в котором отчетливо проявляется большинство возникающих практических проблем, — к шуму дизель-генератора. Такие установки используются в качестве резервных агрегатов в самых неожиданных местах — там, где нельзя мириться с возможными капризами Национальной системы электроснабжения. Например, их часто устанавливают в больницах, и там их шум особенно нежелателен. Представим себе, что нам необходимо установить один из таких агрегатов и нет возможности его переконструировать.

Прежде чем предпринимать  какие-либо другие меры, необходимо спроектировать антивибрационный фундамент. Это значит, что двигатель и генератор  нужно установить на общей вспомогательной  раме так, чтобы они не могли смещаться  один относительно другого в результате действующих между ними моментов. Затем следует установить раму на шести или восьми упругих амортизаторах, выполненных в виде пружин, либо резиновых прокладок или элементов с резиновыми прокладками, работающими на сдвиг. Эти амортизаторы должны обладать податливостью в вертикальном и горизонтальном направлениях, достаточной для подавления самых низких вынуждающих частот, причем некоторые из шести типов колебаний генератора могут оказаться связанными.

Недостаточно, однако, просто посадить генератор на амортизаторы и успокоиться на этом. Необходимо также, чтобы все связи, ведущие как к двигателю, так и к генератору, были гибкими. Сюда относятся трубопроводы горючего, кабелепроводы, а также воздуховоды.

Если противовибрационные  амортизаторы применены не были, последующие  мероприятия по снижению шума окажутся в значительной степени обесцененными, поскольку, помимо генератора, и грунт, и само здание также будут излучать звук даже на значительном расстоянии от генератора (вспомните камертонный эффект); поэтому, в какое бы совершенное звуконепроницаемое ограждение мы ни заключили механизм, все равно достаточно сильный источник шума окажется вне ограждения.

Разумеется, суть проблемы в том, чтобы закрыть пути звуку. Простейший способ воспрепятствовать звуку проникнуть из точки А в точку Б — загородить ему дорогу. Если источник излучает во все стороны, его придется запереть в ящик. Для изоляции звука в первую очередь требуется масса. Если мы можем выстроить кирпичное или бетонное ограждение — отлично! Звукоизоляция таких стен будет очень хорошей. Однако с практической точки зрения это не всегда выгодно. Масса может оказаться чрезмерной, а кроме того, иногда желательно иметь разборное устройство. В этих случаях представляются две возможности: пожертвовать частью желаемого снижения шума или построить однослойную стенку из более легкого материала. Если речь идет только о массе, то, взяв лист мягкой стали нормального калибра 16^[27] или доску из прессованной стружки толщиной 25 мм, мы получим дешевый и доступный материал. Однако в стали собственное затухание мало, поскольку это жесткий материал с малым внутренним трением и поэтому в стальных листах возможны резонансные явления. А мы знаем, что резонансы «пробивают бреши» в законе масс. Поэтому необходимы какие-то дополнительные элементы, поглощающие звук.

Различные Мероприятия по борьбе с шумом.

Административно-организационные  мероприятия, позволяющие бороться с шумовым загрязнением окружающей среды:

Дифференциация дорог и улиц по их назначению, составу и скорости движения транспортных потоков;

Ограничение движения грузовых видов  транспорта на внутригородских автомобильных  дорогах;

Составление шумовых карт городов;

Вынос автомобильных трасс, предназначенных  для транзитного транспорта, за границы  города;

Своевременный ремонт и содержание в надлежащем состоянии дорог;

Усиление контроля технического состояния  личного и общественного транспорта (техосмотры с проверкой шумовых  характеристик автотранспорта).

Градостроительные мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением окружающей среды:

Функциональное зонирование (выделение  лечебной, рекреационной, селитебной зон) и отделение зон от шумных (коммуникационных) территорий;

Размещение в селитебной зоне зданий с пониженным требованием по шуму. Использование особенностей рельефа  местности. Прокладывание дорог  в закрытых эстакадах, в тоннелях. Сооружение объездных дорог. Обеспечение  системы гаражей и парковки за пределами жилых районов.

Сокращение количества перекрестков;

Создание шумозащитных конструкций (экранов).

Инженерно-технические мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением окружающей среды:

Возведение домов со специальной  архитектурной структурой, пространственным и объемным решением, которое предусматривает  ориентацию относительно источника  шума;

Возведение домов с балконами  и окнами, имеющими повышенную звукоизоляцию, оснащенными специальными вентиляционными  устройствами, которые глушат шум.

Многие данные мероприятия по борьбе с шумовым загрязнением окружающей среды должны осуществляться государственными органами, так как это требует многомиллионных вложений и централизованного подхода.

Проблема шумового загрязнения  окружающей среды решается также  и на уровне отдельных объектов и  компаний.

Сооружаются специальные акустические экраны. Конструкция данных шумозащитных экранов представляет собой акустические панели, которые поглощают или отражают звуковые волны (колебания), т.е. шум. Они монтируются между собой, устанавливаются пошагово между металлических стоек, являющихся несущими, и образуют шумозащитный забор необходимой длины и высоты.

Шумозащитные конструкции устанавливаются вдоль железнодорожных магистралей, автомобильных дорог, объектов промышленности (трансформаторных подстанций, силовых энергетических установок) и защищают жилые, парковые, детские и другие территории, сопредельные с ними, от вредного влияния шумов.

 

Многошумное будущее

Мы всегда должны помнить, что тишина стоит денег. Это значит, что ни один изготовитель механизмов, автомашин или самолетных двигателей не займется снижением шума просто из соображений филантропии.

Даже сейчас те шаги, которые  сделаны на пути конструирования  более тихих турбовентиляторных двигателей, не улучшают автоматически  условий жизни людей на земле. Дайте оператору авиалинии менее  шумный самолет, и он немедленно прикажет летчикам давать полный газ сразу  после взлета, если ему удастся  удержаться в пределах норм, ограничивающих уровень шума вблизи аэропорта.

Изготовитель механизмов попытается снизить шумность своей  продукции лишь в том случае, если его вынудит к этому закон либо если потребитель предпочтет более тихие механизмы и выберет конкурирующую продукцию, потому что она создает меньший уровень шума. Но и покупатель не станет платить лишнее за менее шумящий механизм, если на то не будет серьезной причины. Такие серьезные причины существуют, но их надо выставить на всеобщее обозрение. И даже тогда потребуются законодательные меры, прежде чем что-то сдвинется с места.

В действительности основная проблема — отсутствие сведений. Воздействие шума понимают не в полной мере, и некоторые отказываются верить, что шум может как-то повредить их слуху. Быть может, еще более существенно то, что конструкторы, за малыми, но важными исключениями, если и располагают кое-какими сведениями по акустике, то в своей работе просто забывают о них. В каждом из примеров, которые мы привели в предыдущей главе, необходимость акустической обработки была понята с опозданием, потому что никто не отдавал себе отчета в том, что данное устройство создаст проблему шума. На стенке каждого конструкторского бюро следовало бы вывесить плакат с надписью: «Как будут обстоять дела с шумом?» Приглашение специалиста-акустика для ознакомления с чертежами обойдется всего в несколько фунтов стерлингов, но это окупится сторицей, если выпускаемый продукт будет производить меньше шума. Ведь намного дешевле предусмотреть снижение шума в исходном проекте, чем приняться за дело и штопать дырки, когда уже поздно что-либо поправить.

Акустика не слишком трудная  дисциплина; раз и навсегда усвоив основные понятия, можно сделать  очень многое, руководствуясь просто здравым смыслом. Теперь уже есть немало искусных и опытных специалистов, как в университетах, так и в консультативных бюро, которые охотно примут участие в работе конструкторов. Появилось множество производителей акустического оборудования и акустических материалов, предлагающих не только превосходную продукцию, но и свой большой опыт. Спрос на продукцию все больше зависит от ее шумовых свойств. Слово «шум» все чаще появляется в рекламах автомашин, и от изготовителей машин теперь наряду с другими техническими показателями требуют данных об уровне шума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В первую очередь следует  положить конец безответственности и невежеству. Наукообразные разговоры  о децибелах больше не должны сбивать  всех с толку, акустика должна занять свое место на переднем крае конструкторских работ и ее требования должны учитываться уже на стадии проектирования. Население необходимо ознакомить с существующими нормами, чтобы люди не мирились с излишним шумом. Инженерам следует изучить проблему шума настолько, чтобы знать, когда шум возможно ограничить, и разбираться в указаниях специалистов-акустиков. Соображения экономии больше не могут служить лимитирующим фактором при проектировании устройств для снижения шума: в частности, уже созданы авиационные двигатели, которые отвечают не только соответствующим техническим и экономическим требованиям, но и установленному предельному уровню шума.

И если мы хотим иметь  более тихое будущее, подобную линию  поведения должны проводить как  промышленность в целом, так и правительство.