Шумовой барьер - Noise barrier

В звуковая трубка в Мельбурн, Австралия, разработан для снижения шума проезжей части без ущерба для эстетики района.

А шумовой барьер (также называемый звуковая стена, шумовая стена, звуковая берма, звуковой барьер, или же акустический барьер) представляет собой внешнюю конструкцию, предназначенную для защиты жителей чувствительных землепользование области из шумовое загрязнение. Шумозащитные экраны - самый эффективный метод снижения проезжая часть, железнодорожные и промышленные источники шума - кроме прекращения деятельности источника или использования средств контроля источника.

В случае шума наземного транспорта, другие методы снижения интенсивности шума источника, включая поощрение использования гибридный и электрические транспортные средства, улучшение автомобильная аэродинамика и шина дизайн и выбор малошумного материал для мощения. Широкое применение шумозащитных экранов началось в США после правила шума были введены в начале 1970-х годов.

История

Шумозащитные экраны были построены в Соединенных Штатах с середины двадцатого века, когда бурно развивалось автомобильное движение. I-680 в Милпитас, Калифорния был первым шумовым барьером.[1] В конце 1960-х аналитические акустический появилась технология для математической оценки эффективности конструкции шумового барьера, прилегающей к конкретному проезжая часть. К 1990-м годам в Дании и других странах Западной Европы разрабатывались шумозащитные экраны, в которых использовались прозрачные материалы.[2] Ниже исследователь собирает данные для калибровки шум проезжей части модель для Предгорья Скоростной.

Акустический ученый измеряет уровень шума в исследовании проектирования шумозащитных экранов, Округ Санта-Клара, Калифорния.

Лучшая из этих ранних компьютерных моделей учитывала влияние проезжей части. геометрия, топография, средство передвижения объемы, скорость транспортных средств, состав грузовиков, дорожное покрытие тип, и микро-метеорология. Несколько исследовательских групп США разработали варианты методов компьютерного моделирования: Caltrans Штаб-квартира в Сакраменто, Калифорния; группа ESL Inc. в Саннивейл, Калифорния; то Болт, Беранек и Ньюман[3] группа в Кембридж, Массачусетс, и исследовательская группа Университет Флориды. Возможно, самой ранней опубликованной работой, которая научным образом разработала специфический шумовой барьер, было исследование предгорья Скоростной автомагистрали в Лос Альтос, Калифорния.[4]

Многочисленные тематические исследования в США вскоре были посвящены десяткам различных существующих и планируемых автомагистралей. Большинство из них были заказаны государственными департаментами автомобильных дорог и проводились одной из четырех исследовательских групп, упомянутых выше. Соединенные штаты. Закон о национальной экологической политике[5] фактически потребовал количественного анализа шумовое загрязнение от каждого Закон о федеральной автостраде Проект на даче, разработка и внедрение модели шумозащиты. С прохождением Закон о контроле шума 1972 года,[6] спрос на дизайн шумозащитных экранов резко вырос из-за множества регулирование шума Дополнительная выгода.

К концу 1970-х более десятка исследовательских групп в США применяли аналогичные компьютерное моделирование технологии и ежегодно устанавливают шумозащитные экраны как минимум в 200 различных местах. С 2006 года эта технология считается стандартом при оценке шумовое загрязнение от автомагистралей. Характер и точность компьютерные модели используется практически идентично оригинальным версиям технологии 1970-х годов.

Дизайн

Акустическая наука о конструкции шумозащитных экранов основана на рассмотрении дыхательных или железнодорожных путей как линейный источник.[сомнительный – обсуждать] Теория основана на блокировании прохождения звукового луча к определенной рецептор; тем не мение, дифракция звука необходимо адресовать. Звуковые волны изгибаются (вниз) при прохождении края, например, вершины шумового барьера. Таким образом, барьеры, закрывающие видимость шоссе или другого источника, будут блокировать больше звука.[7] Еще более усложняет дело явление преломление, искривление звуковых лучей при наличии неоднородный атмосфера. Сдвиг ветра и термоклин создают такие неоднородности. Смоделированные источники звука должны включать двигатель шум, шина шум и аэродинамический шум, который зависит от типа и скорости автомобиля.

Шумоизоляция может быть установлена ​​на частной земле, на общественной полоса отвода, или на другой общественной земле. Поскольку уровни звука измеряются с помощью логарифмическая шкала, сокращение на девять децибелы эквивалентно устранению примерно 86 процентов нежелательной звуковой мощности.

Земляная насыпь шумоизоляции вдоль Маршрут штата Калифорния 12, Округ Сонома, Калифорния

Материалы

Для звукоизоляции можно использовать несколько различных материалов. Эти материалы могут включать кладку, земляные работы (например, земля берма ), сталь, бетон, дерево, пластмассы, изоляционная вата или композиты.[8] Стены, сделанные из поглощающего материала, смягчают звук иначе, чем твердые поверхности.[9] Теперь также возможно создавать шумозащитные экраны с активными материалами, такими как солнечный свет. фотоэлектрический панели для выработки электроэнергии, а также снижения транспортного шума. [10] [11][12]

Стена с пористым поверхностным материалом и звукопоглощающим материалом может быть поглощающим там, где мало или совсем не отражается шум обратно к источнику или куда-либо еще. Твердые поверхности, такие как каменная кладка или бетон, считаются отражающими, если большая часть шума отражается обратно к источнику шума и за его пределы.[13]

Шумозащитные экраны могут быть эффективными инструментами для шумовое загрязнение снижение загрязнения, но определенные места и топографии не подходят для использования шумозащитных экранов. Стоимость и эстетика также играют роль в выборе шумозащитных экранов. В некоторых случаях проезжая часть окружена конструкцией для снижения шума или вырыта в туннель с использованием нарезка и обложка метод.

Компромиссы

Эта звукоизоляционная стена в Нидерландах имеет прозрачную секцию на уровне глаз водителя, чтобы уменьшить визуальное воздействие на участников дорожного движения.

К потенциальным недостаткам шумозащитных экранов можно отнести:

  • Эстетическое воздействие на автомобилистов и соседей, особенно если живописные виды заблокированы[14]
  • Затраты на проектирование, строительство и обслуживание
  • Необходимость разработать индивидуальный дренаж, который может прервать барьер

Обычно преимущества снижения шума намного перевешивают эстетическое воздействие на жителей, защищенных от нежелательного звука. Эти преимущества включают уменьшение нарушение сна, улучшенная способность наслаждаться жизнью на открытом воздухе, уменьшенная речевые помехи, стресс сокращение, снижение риска нарушение слуха, и уменьшение повышенного артериальное давление создается шумом (что улучшает сердечно-сосудистый здоровье).

Звукоизоляционные стены различаются по стоимости в зависимости от типа и качества. Бетон популярен благодаря более низкой стоимости. Поскольку они обладают отражающей способностью, они потенциально могут создавать шум для тех, кто находится напротив барьера. Абсорбирующие барьеры поглощают и, следовательно, уменьшают шум более эффективно, но стоят дороже, поскольку они часто изготавливаются на заказ и состоят из различных материалов, которые позволяют поглощение. В отношении к берма затраты на строительство, основным фактором является наличие избытка грунта в непосредственной близости, который может быть использован для строительства бермы. Если почва присутствует, часто дешевле построить противошумный барьер земляной бермы, чем вывозить излишки грязи, при условии, что для строительства бермы имеется достаточная земельная площадь. Обычно требуется отношение ширины поперечного сечения бермы к высоте четыре к одному. Так, например, для строительства бермы высотой 6 футов (1,8 м) требуется доступная ширина 24 фута (7,3 м).

Воздействие на загрязнение воздуха

Доказано, что придорожные шумозащитные ограждения снижают загрязнение воздуха у дороги концентрация уровни. В пределах 15–50 м от обочины дороги уровни концентрации загрязняющих веществ в подветренная сторона шумозащитных ограждений может быть уменьшено до 50% по сравнению со значениями для открытых дорог.[15]

Шумовые барьеры заставляют шлейфы загрязнения, идущие от дороги, перемещаться вверх и над барьером, создавая эффект приподнятого источника и увеличивая вертикальность разброс шлейфа. Замедление и отклонение начального потока шумовой преградой заставляет шлейф разойтись по горизонтали. Очень бурный срезать зона, характеризующаяся медленными скоростями, и полость рециркуляции создается с подветренной стороны барьера, что еще больше увеличивает дисперсию; это смешивает окружающий воздух с загрязнителями с подветренной стороны за шлагбаумом.[16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вагнер, Кейт (8 декабря 2016 г.). "Строительство стены: звуковые барьеры на автомагистралях и эволюция шума". 99 процентов невидимых. Получено 21 марта 2017.
  2. ^ Бенц Котцен и Колин Инглиш (1999) Шумовые барьеры окружающей среды: руководство по их акустическому и визуальному дизайну, Опубликовано Тейлор и Фрэнсис, ISBN  0-419-23180-3, 165 стр.
  3. ^ Джон Шейдели, Акустический анализ Нью-Джерси Тернпайк проект расширения между Раританом и Восточным Брансуиком, Болт Беранек и Ньюман, 1973
  4. ^ СМ. Хоган и Гарри Сейдман, Проектирование сооружений снижения шума вдоль предгорной скоростной автомагистрали, Лос Альтос, Калифорния, Округ Санта-Клара Департамент общественных работ, ESL Inc., Саннивейл, Калифорния, Октябрь 1970 г.
  5. ^ * НАС. Закон о национальной экологической политике, введен в действие 1 января 1970 г.
  6. ^ Публичный закон № 92-574, 86 Стат. 1234 (1972) Закон о шумовом загрязнении и уменьшении загрязнения 1972 года, кодификация с поправками, внесенными в 42 U.S.C. 4901-4918 (1988)
  7. ^ PublicResourceOrg (31.07.2010), Конструкция шумоизоляции шоссе, получено 2017-02-04
  8. ^ «4. Типы шумозащитных экранов - Проектирование - Проектирование - Шумовые барьеры - Шум - Окружающая среда». НАС. Федеральное управление автомобильных дорог. Получено 2017-01-16.
  9. ^ Отражающие и неотражающие дорожные ограждения К. Полчак (MD, SHA) и Р.Дж. Пример из практики Peppin (Scantek, Inc.): Светоотражающие и неотражающие дорожные барьеры (MD SHA) TRB ADC 40 Summer Meeting, Денвер, Колорадо
  10. ^ Wadhawan, Siddharth R .; Пирс, Джошуа М. (2017). «Мощность и энергетический потенциал массового развертывания фотоэлектрических шумовых барьеров: пример для США» (PDF). Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии. 80: 125–132. Дои:10.1016 / j.rser.2017.05.223.
  11. ^ https://www.ecowatch.com/solar-powered-noise-barriers-quiet-traffic- while-generating-electricit-1882082739.html
  12. ^ «В Нидерландах устанавливают шумозащитные барьеры для производства солнечной энергии».
  13. ^ Федеральное управление автомобильных дорог «Шум дорожного движения» 6/05
  14. ^ "Шумовые стены".
  15. ^ Bowker et al., 2007; Baldauf et al., 2008; Heist et al., 2009; Нинг и др., 2010; Финн и др., 2010 г.
  16. ^ Боукер, Г.Е., Балдауф, Р., Исаков, В., Хлыстов, А., Петерсен, В. (2007). Влияние придорожных сооружений на перенос и рассеивание сверхмелкозернистых частиц с автомагистралей. Атмос. Environ. 41, 8128–8139

внешняя ссылка