Методология проектирования защиты городских зданий от транспортного шума на основе теории квазицилиндрических волн

Николов, Николай Денчев

Строительные конструкции, здания и сооружения

автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Методология проектирования защиты городских зданий от транспортного шума на основе теории квазицилиндрических волн

доктора технических наук: Николов, Николай Денчев
город: Москва
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.23.01
цена: 450 рублей

Диссертация по строительству на тему «Методология проектирования защиты городских зданий от транспортного шума на основе теории квазицилиндрических волн»

Автореферат диссертации по теме "Методология проектирования защиты городских зданий от транспортного шума на основе теории квазицилиндрических волн"

0И4604852 На правах рукописи

НИКОЛОВ НИКОЛАИ ДЕНЧЕВ

МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗАЩИТЫ ГОРОДСКИХ ЗДАНИЙ ОТ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ КВАЗИЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВОЛН

05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 О ИЮН 2010

МОСКВА-2010

004604852

Работа выполнена в Институте строительной физики, технологии и логистики (г. София, Республика Болгария) и НИИ строительной физики РААСН (г. Москва).

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: ГУПМНИИТЭП

Защита состоится 23 июня 2010 г. в 11.00 на заседании диссертационного совета Д 007.001.01 при НИИ строительной физики РААСН по адресу: 127238, г. Москва, Локомотивный проезд, д. 21, светотехнический корпус, к.205.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-методическом фонде НИИ строительной физики РААСН.

Автореферат разослан « Ы> 2010 г.

Иванов Николай Игоревич

доктор технических наук Гусев Владимир Петрович

доктор технических наук, профессор Леденев Владимир Иванович

Ученый секретарь диссертационного совета

И.Л. Шубин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из актуальных проблем охраны окружающей среды в современном мире является защита жилой застройки от транспортного шума. Его неблагоприятное воздействие на здоровье населения причиняет значительный социально-экономический ущерб экономике стран.

Возрастающее влияние шума непосредственно связано с урбанизацией. Процессы урбанизации и развития городов во всем мире протекают в основном по схожим механизмам, а имеющиеся различия обусловлены, как правило, особенностями, присущими конкретным странам, в том числе и Республике Болгария. К таким особенностям, существенно повлиявшим на увеличение транспортного шума в период после наступления в стране известных общественно-политических перемен (1989 г.), следует отнести: количественный рост транспортных потоков при одновременном отставании развития транспортной инфраструктуры (в том числе отдельных её элементов - несоответствие размеров и покрытий проезжей части, возникновение конфликтных участков, недостаточность мест парковки и др.); внесение многочисленных необоснованных поправок в принятые планы градостроительства относительно высоты и расположения зданий и расстояний между ними; несоблюдение из-за стремления к максимальному использованию площади застройки некоторых правил и норм при реализации конкретных объектов строительства и др.; несоответствие общественного городского транспорта потребностям возросшего населения по количеству и качеству транспортных средств и другим потребительским показателям.

Количественный рост транспорта и постоянное повышение плотности застройки ведут к значительному возрастанию уровней шума на территории застройки и, соответственно, к увеличению шумовой нагрузки на здания.

Шум в городской застройке во многих случаях значительно превышает нормативные уровни.

Применение современных ограждающих конструкций с улучшенными звукоизолирующими качествами и соответствующих объемно-гоганирово-чных решений зданий существенно способствует снижению в них уровней шума от транспорта. Однако этого недостаточно для зданий, располагаемых на магистральных улицах. Как показывает практика, наряду с использованием эффективных шумозащитных конструкций и объемно-планировочных решений отдельных зданий, необходимы также разработка и внедрение планировочных и строительно-акустических методов и средств снижения транспортного шума непосредственно в городской застройке, то есть должен использоваться комплексный подход к проектированию зданий

В основе разработки таких методов и средств и оценки их акустической и экономической эффективности лежат результаты корректно выполненных акустических расчетов. Обзор специальной литературы, особенно нормативных документов различного характера (законов, норм, инструкций, правил, рекомендаций и т.д.), указывает на определенное отставание методов и средств оценки закономерностей распространения транспортного шума на примагистральных территориях городской застройки от современных требований по условиям защиты от шума. В основе большинства используемых в практике расчетных методов лежат приближенные формулы, базирующиеся на несложном математическом аппарате и не в полной мере учитывающие процессы возникновения и распространения звуковой энергии в застройке.

В связи с этим создание математической модели распространения звуковой энергии от транспортных источников шума и разработка на ее основе расчетных методов, объективно описывающих процессы формирования шумового режима в пределах примагистральной застройки, является актуальным научным направлением строительной акустики, создающим основы для автоматизированного проектирования городской застройки по условиям за-

щиты от транспортного шума и совершенствования шумозащитных качеств зданий, размещаемых на примагистральных территориях.

Целью работы является создание на основе развития теории квазицилиндрических волн научно обоснованной методологии расчета и проектирования зданий примагистральной застройки по условиям благоприятного акустического климата, обеспечивающей на стадии проектирования объективную оценку шумового режим; выбор оптимальной по условиям защиты от шума планировки; повышающей надежность и технико-экономическую эффективность шумозащитных мероприятий в зданиях, размещаемых в зоне воздействия транспортного шума.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

- на основе представления о квазицилиндрических звуковых волнах, излучаемых источниками бесконечной и конечной длины, разработать математическую модель, описывающую распространение звуковой энергии, излучаемой транспортными потоками;

- исследовать влияние плотности транспортного потока на характер изменения уровней шума на примагистральной территории при малых расстояниях от источников шума до точки приёма, а также характер изменения уровней при распространении шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена в открытом пространстве примагистральной территории;

- разработать метод расчета вклада отраженного звукового поля вблизи уличных фасадов при двухсторонней фронтальной застройке магистральных улиц;

- разработать математическую модель и метод расчёта звуковых полей, формируемых прямым, отраженным и дифрагированным звуком за фронтальной застройкой магистральных зданий, вблизи дворовых фасадов зданий и на прилегающих к ним территориях застройки;

- выявить влияние конфигурации зданий на звуковые поля вблизи их дворовых фасадов и на прилегающей территории застройки;

- разработать принципы и рекомендации по выбору рациональных объемно-пространственных решений зданий при фронтальной застройке магистральных улиц;

- разработать комплексный подход и пакет прикладных программ для акустических расчетов при проектировании мероприятий по защите от транспортного шума застройки и зданий, размещаемых в зоне воздействия транспортного шума.

Научная новизна работы. В результате теоретических и экспериментальных исследований предложены:

- новая теоретическая модель квазицилиндрического излучения шума транспортными потоками бесконечной и конечной длины, объективно оценивающая характер распространения звуковой энергии от транспортных источников шума на примагистральных территориях;

- аналитическаие зависимости характеристик снижения уровней шума от плотности транспортного потока на малых расстояниях от проезжей части - вблизи фасадов примагистральных зданий;

- зависимости,определяющие характер снижения уровней шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена на открытом пространстве

- теоретическая модель формирования звукового поля в пространстве улицы и алгоритм расчета и оценки отраженного звука в звуковом поле улицы

- математическая модель формирования звукового поля на территории за фронтальной застройкой магистральной улицы;

Практическая ценность работы. Разработанные на основе теоретических исследований методы акустических расчетов и предложенные рекомендации по проектированию шумозащитной застройки магистральных улиц способствуют повышению надежности и технико-экономической эффективности проектирования и строительства зданий на примагистральных территориях с учетом их защиты от транспортного шума.

Разработанный для реализации предложенных расчетных методов пакет компьютерных программ позволяет значительно повысить точность акустических расчетов и сократить сроки их проведения, а также обеспечивает процесс выбора шумозащитных мероприятий на основе вариантного проектирования.

Апробация работы. Основные положения диссертации представлялись и обсуждались на: научно-технической конференции «Строительная физика в XXI веке», НИИСФ РААСН, Москва, сентябрь, 2006; научно-технической конференции «Академические чтения - Актуальные вопросы строительной физики», НИИСФ РААСН Г, Москва, июль, 2009; международной научной конференции «Гармонизация европейских и российских нормативных документов и защита населения от повышенного шума», Кавала, Греция, 27.08-04.09.2009; международной научной конференции «Проектирование и строительство зданий и сооружений», Варна, Болгария, 14-16.09.2006; 7Л International Scientific Conference SGEM 2007, Albena, Bulgaria, 11-15 June 2007; Jubilee international Scientific session 50 years University of mining and geology «St. Ivan Rilski», Sofia, Bulgaria, 2003; научной конференции посвященной 60-летию Союза ученых в Болгарии, Кырджали, Болгария, октябрь, 2004.

Внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования зданий с учетом их защиты от шума многими институтами и проектными фирмами в Республике Болгарии по рекомендации Министерства регионального развития и благоустройства и Комиссии по региональному развитию и благоустройству при Парламенте Республики Болгария (приложение 3 к диссертационной работе).

Методы расчетов уровней шума в свободном пространстве и вблизи уличных и дворовых фасадов зданий и на прилегающей к ним территории застройки применены:

- при проектировании и строительстве жилых и курортных комплексов во многих городах и районах Болгарии: комплекса „Ариана" в г. София, „Городского парка" в г. Карнобат, жилых зданий в городах Бургас и София, и др.; отелей „Таляна", „Флагман" и „Планета" в курортном комплексе "Солнечный берег", „Олимпик" и „Орчард" в г. Банско, ,ДГагуна" и „Каварна" в г. Каварна, „Сидер Хайте" в курортном комплексе „Пампорово"; жилых районов в городах София, Сливен, Бургас и др.; отеля „Горубляне" в г. София фирмами „ТриАрт"; „Модус" и „Писарски Дизайн";

- при разработке Институтом строительной физики, технологии и логистики, г. София, стратегических карт шума республиканской дорожной сети и нового градостроительного плана г. Кырджали.

По теме диссертации опубликовано 33 работы, в том числе одна монография.

На защиту выносятся:

- математическая модель распространения звуковой энергии на прима-гистральных территориях, основанная на представлении о квазицилиндрических волнах, излучаемых транспортными потоками;

- разработанные на основе этой модели:

- метод расчета шума от автомобильных транспортных потоков и от железнодорожного транспорта на примагистральных территориях;

- метод расчетов уровней шума вблизи уличных и дворовых фасадов зданий и на прилегающей к ним территории застройки;

- рекомендации по рациональному размещению зданий на примагистральных территориях застройки.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы из 134 наименований и трех приложений. Основной материал, включая 98 рисунков и 20 таблиц, изложен на 249 страницах, объем приложений - 54 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена общая характеристика работы, обоснована необходимость совершенствования и внедрения в практику проектирования и строительства уточненных методов расчета шума с целью выбора оптимальных планировочных и строительно-акустических методов и средств снижения транспортного шума, определены цель и основные задачи работы, приведены основные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе дан анализ современного состояния вопроса как в области разработки принципов проектирования зданий на примагистральных территориях, так и в области изучения влияния основных факторов и явлений внешней среды на распространение транспортного шума; представлен обзор существующих методов акустического расчета звуковых полей в пространстве улицы и на территории застройки.

В исследованиях советских и российских учёных Осипова Г.Л., Юдина Е. Я., Коробкова В. Е., Поспелова П. И., Пруткова Б. Г., Иванова Н. И., Борисова Л. А., Шубина И. Л., Цукерникова И. Е., Леденева В. И., Проходы А. С., Буториной М. В., а также учёных из других стран - Маекавы 3., Пирса А., Курце Ю., Русо П., Рате Е., Фуживары К. - на основе волновой, геометрической и статистической теорий разработаны методы расчета распространения шума в замкнутых и открытых пространствах.

В настоящее время достаточно успешно применяются основанные на этих методах принципы проектирования шумозащиты зданий в части, касающейся их архитектурно-планировочной структуры. Современный уровень знания закономерностей распространения транспортного шума в свободном пространстве позволяет с достаточной точностью учитывать при акустических расчетах влияние всех основных факторов внешней среды.

Однако для акустического расчета застроенных примагистральных участков, и в частности участков вблизи фасадов зданий, где существенную роль играет отраженный звук, методы, основанные на классической теории

звука, часто оказываются неприменимыми и нередко приводят к просчетам при разработке объемно-пространственных решений застройки, выборе мест размещения конкретных зданий и к существенным дополнительным экономическим затратам на улучшение акустического режима в помещениях и на территории застройки.

В результате анализа научных работ и нормативной литературы в области теории и практических методов акустического расчета были сформулированы цель и задачи исследования по разработке методологии акустического расчета и проектирования примагистральных и внутриквартальных территорий застройки.

Во второй главе изложены результаты теоретических исследований формирования звукового поля на примагистральной территории исходя из классической волновой теории акустики и развита теория квазицилиндрических звуковых волн, излучаемых источниками бесконечной и конечной длины.

Основные источники шума городской среды (автомобильные потоки, железнодорожные и метропоезда и др.) принято моделировать как точечные или линейные источники, излучающие сферическую или цилиндрическую волну соответственно. Однако реальные источники имеют более сложный характер излучения. Как комплексный источник шума их можно представлять рядом точечных источников бесконечной или конечной длины. При излучении звука таким источником образуется вид волны, который в работе определен как квазицилиндрическая волна. Составление дифференциального уравнения распространения звука, излучаемого таким источником, и его решение дают теоретическую основу для совершенствования и повышения точности методов расчета уровней шума от транспортных магистралей в свободном пространстве и на территории прилегающей застройки.

Теоретическое исследование нового класса волн выполнено на основе классической волновой теории. Квазицилиндрические звуковые волны определены как волны, при распространении которых уровень звукового давле-

ния снижается на каждое удвоение расстояния в пределах от трех до шести децибел. Дифференциальное уравнение распространения таких волн имеет вид

а2р(г,о

dt2

где p(r,t) - звуковое давление; с — скорость звука в воздухе; 1 < п < 2 — степенной показатель, определяющий характер волны: при и=1 — волна цилиндрическая, при \<п<2 — волна квазицилиндрическая, при п=2 — волна сферическая; г 6 [0, +оо) - расстояние от точки наблюдения до транспортного потока; t 6 [0, +«>) - время излучения звука.

Уравнение (1) решено с использованием метода разделения переменных при следующих начальных и граничных условиях

P(r,t) |с=0 = 0; p(r,t) U+oo = 0;

p(r,t)\r=0 = f(t); K¿)

Pt(r, t)|t=0 = g(r),

где f{t) - заданная функция, характеризующая источник звука в любой момент времени; д(г) — функция, характеризующая градиент изменения звукового давления на расстоянии г при t = 0.

Общее решение уравнения (1), удовлетворяющее всем четырем условиям, получено в виде

р(г. о = r^S gr) [/>) Sinfzdz] sinf , (3)

При удовлетворении третьего условия из (2), когда функция f(t) имеет вид f(t) = В sin cot, формула звукового давления получена в виде

1-п

, , /И\Т /П + 1\ ÍZ2 (ОУ \ p(r, t) = B [—) J г z у^ (-г) sin ü)t, (4)

а формула уровня звукового давления -

Ртах (j"> О

11 - 121 = 201й

Ро

где ртах(г> О -локальные экстремумы функции (4); р0 = 0,0000217а-пороговое значение звукового давления.

Для реализации формул (3) и (4) разработана программа 8оипс1Рге. На рис. 1 и рис. 2 представлены графики, полученные в результате выполнения программы при различных входных данных.

Анализ формулы (4) и выполненные расчеты дают возможность сделать следующие выводы.

1. На изменение уровня звукового давления во времени и пространстве влияют вид волны (коэффициент и), угловая частота звука (а>), скорость его распространения (с) и расстояние (г).

2. Во всех случаях наблюдается уменьшение абсолютной величины амплитуды звукового давления в зависимости от расстояния г, причем сохраняется частота, выраженная чередованием локальных экстремумов.

3. Градиент уменьшения величины экстремумов зависит от величины п, т.е. от вида волны. При удвоении расстояния уровень звукового давления снижается на 3 дБА при цилиндрической волне (и=1), на величину от 3 до 6 дБА - при квазицилиндрической волне (1<и<2) и на 6 дБА - при сферической волне (и=2).

Для исследования характера распространения звука, излучаемого источником конечной длины, разработана оригинальная математическая модель. Источник представлен как N точечных синфазно колеблющихся ис-

эпоо Бйоа ввоз и 15002 шао 2шпо маоо гм

оо эоо вод во.с поз иос тол то 2400

Рис. 1. Изменение звукового давления на расстоянии от источника от 7.5 до 240м при частоте 500 Гц и п=1.25

Рис. 2. Снижение уровня звукового давления при различных значениях коэффициента п

точников, расположенных на одной прямой линии по оси X на расстоянии € друг от друга (см. рис. 3).

гв=2гА

-в|/

7 ГА

1 . 2 ■£!

I [ 2

Рис.3. Схема источника излучения

Звуковое давление в любой точке пространства равно сумме звуковых

давлении, создаваемых точечными источниками:

(5)

¡=1

где ^т2 - амплитуда звукового давления в точке А, создаваемого г-м точечным источником с радиусом г0 и амплитудой звукового давления на своей поверхности рт; ] - мнимая единица; г( = -у/[(1 — 1)€]2 + — расстояние от точки А до Гго источника (см рис. 3); — угол между нормалью к линии источников и направлением Гго точечного источника звука до рассматриваемой точки А\ к-волновое число -к = 2лД; Я = с0//, м - длина волны;/ - частота колебаний, Гц.

На основе формулы Эйлера для комплексных чисел можно записать:

\Ра(Ха.га)\ =г0рт

' СОБ(й)1 - /СГ()1

1 51П(С0£ — /СГ()

(6)

Поскольку функция (6) не зависит от времени, формулу для звукового давления можно представить в виде

\Ра(Ха,га)\ = r0pm

л-1 n

iSry2 + 22 ^J rirmi

i=l 1 i=1 m=i+1 1 m

-С05[^(гг-гт)]. (7)

При этом уровень звукового давления и его снижение будет определяться как ГоРт

, 9п 1 ^

L = 201g-= 201g-

Ро

^ ' I »771

-.(8)

AL = 20 lg-

3 + z^^^^T-cosIfcCn - rm)l! r£ »i'tn ]

(9)

+ гЕГ^^^соз^Сп - rm)];

'i'm

В формуле (9) индексы А и ß указывают, что все расстояния в скобках вычисляются соответственно для точек А и В.

На основе формулы (9) составлена программа Space QC Lim для расчета снижения уровня звукового давления от источника конечной длины. Величины снижения звукового давления AL при различных параметрах (€, N) групового источника звука конечной длины в зависимости от расстоянии г от его оси симметрии показаны на рис. 4.

Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы.

1. Уровень звукового давления при константных величинах р0 и рт зависит от волнового числа к и расстояния г от источника звука до расчетной точки, но не зависит от времени t.

2. Уровень звукового давления на расстоянии г от комплексного источника звука, состоящего из конечного числа точечных источников, зависит от числа источников Ми от расстояния I между ними.

3. При удвоении расстояния от источника конечной длины величина спада уровня звука изменяется от 3 до 6 дБА. На расстояниях, соизмеримых с длиной 2(N — м, спад уровня при удвоении расстояния составляет 3-5

дБА. Далее величина спада ассимптотично приближается к 6 дБА. Это свидетельствует о квазицилиндрическом характере излучения звука источником конечной длины.

109 КО 300 <00 500 600 700 ГОО 900 1 000 1100 1 200 1 300 1 400 13» 100 Раегтомм.м

1 Ркфтоямммдуютгммммюм 2 Р>сстоя»мицумста»»*ия|2С« 3 4 Р»сст(и»«««ж<уиснм1«и»50м

I Т *»«тоисготоч1-а 2 3 4 Чсяожпт*—То| тоо""^

Рис. 4. Снижение уровня звука от источника конечной длиный при о- различных расстояниях между единичными источниками (число источников №=20);

б - разном числе точечных источников ДГ (расстояние /=20м)

Исследована направленность группового источника конечной длины. В

случае, когда групповой источник звука симметричен по отношению к плоскости, проходящей через точку А' с координатами (0,5 X (Л/ - 1) X 0) по

2 I

п Г А'

оси, перпендикулярной оси Ох, излучение является ненаправленным в этой плоскости. В других плоскостях,

Рис. 5. Схема к определению направлено-сти источника звука

которые проходят через ось Ох (угол ©#0°, рис. 5), излучение является направленным и характеризуется показателем направленности (£)).

Для определения характеристики направленности формула (5) представлена в виде

Выражения, подобные (11), были получены и другими авторами для частных случаев. При большом количестве источников числитель или знаменатель могут быть меньше нуля и известные выражения не имеют физического смысла. Поэтому характеристика направленности £)(6) в нашем

Поведение характеристики Б зависит от значений показателей Л^, Я и 0. Для практики представляет интерес ситуация, когда в формуле (11) числитель и знаменатель близки нулю. Проведенное исследование неопределенности показало: при одновременном стремлении числителя и знаменателя к нулю функция (11) имеет максимум (равен 1); при приравнивании числителя к нулю функция (11) имеет минимум (равен 0); в промежуточных точках функция имеет локальные экстремумы.

рА =

(10)

Исходя из (10), характеристика направленности определяется как

(И)

случае определяется отношением

В зависимости от величины отношения к = — наблюдаются два типа поведения модели (рис. 6): непрерывное и плавное изменение, когда угол 0 изменяется от 0 до 90°, при к < 1; прерывистое и резкое изменение функций в интервале от 0 до 1, когда к > 1.

Рис. 6. Пример характеристики направленности квазицилиндрического источника конечной длины в интервале [-л/2;+тг/2]

В качестве примера на рис. 6 показано изменение характеристики направленности звука излучателя, состоящего из N точечных источников, расположенных на расстоянии {=2 м друг от друга при N=5, N=10, N=20, N=50, N=100.

В третьей главе представлены результаты исследований влияния плотности транспортных потоков на характер изменения шума на примагистральной территории и исследований характера снижения шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена на территории от железнодожных путей до линии застройки.

Согласно действующим во многих странах документам, расчет снижения уровня звука на примагистральной территории проводится без учета плотности потока. Такое упрощение допустимо для дальнего звукового поля. При малом расстоянии расчетной точки от проезжей части улиц оно при-

водит к завышению расчетных уровней. Между тем проектирование жилых домов, размещаемых на примагистральных территориях, требует большей точности расчета, поскольку стоимость этих зданий в определенной мере зависит от класса звукоизоляции.

Теоретическое исследование влияния плотности транспортного потока на характер изменения уровней шума на малых расстояниях от проезжей части улицы выполнено на основе предложенной автором концепции квазицилиндрического излучения шума потоком.

Для оценки влияния плотности поток представлен в виде модели, состоящей из бесконечного числа ненаправленных точечных источников шума со звуковой мощностью Ж, расположенных по прямой линии на одинаковом расстоянии { друг от друга. При этом сделаны следующие допущения: расстояние между источниками шума равно среднему расстоянию между бамперами автомобилей в потоке; высота источников шума над поверхностью земли равна нулю; при большой плотности потока общий пробег звуковых волн от источников шума до любой точки одинаков и при этом фронт суммарной звуковой волны имеет цилиндрическую форму.

Для определения снижения уровня звука Д 1(г) относительно базисного расстояния г о исходя из уравнения (1) получены следующие формулы: -в случае однорядного движения транспорта

лиг) = 10^1 + (12)

- в случае многорядного движения транспорта

Д^и(г) = 101д£ю_п'18Ч (13)

¡=1

где Г( = гх + (I — 1)с?,л<; гг— расстояние от оси первой полосы движения проезжей части магистральной улицы до расчетной точки, м; / - номер

полосы; й - ширина полосы, м; т - число полос; л, - рассчитывается по

( '«А

формуле щ = I 1 + -ф I для каждой полосы движения транспорта.

На рис. 7 и 8 представлены кривые для определения снижения уровня звукового давления на малых и средних расстояниях от источника шума в зависимости от его геометрии.

Рис. 7. Снижение уровня звукового давления при увеличении расстояния от источника шума в зависимости от его геометрии: А - линейный источник шума; Б - точечный источнк шума; Вряд точечных источников шума; I— расстояние между точечным источниками шума

2 18 С*

я 16 а

Э 14

К £ 12 О £10

4) | 6 X

О 4

2 0

............

...............................;...............................

р/........;.................................I................................

г.....................!...............................;...............................

100 150

Расстояние,и

1 Расстояние между источниками 5 ы 2 Расстояние между источниками 15 и 3 Расстояние между источниками 25 м * Расстояние между источниками 50 и

Рис. 8. Снижение шума источника квазицилиндрических звуковых волн бесконечной длины при различном расстоянии между единичными источниками

Полученные данные позволяют сделать следующие выводы.

Основным фактором, определяющим величину снижения уровня шума транспортного потока, является интервал между источниками, то есть плотность потока. При этом на больших расстояниях, поскольку величина г присутствует в числителе и в знаменателе формулы (12), снижение уровня шума не столь явно выражено. На очень больших расстояниях при удвоении расстояния снижение асимптотически приближается к 3 дБ А, т.е. квазицилиндрическая волна переходит в цилиндрическую.

Выявленные расчетным путём закономерности снижения уровней шума на примагистральных территориях подтвердились данными выполненных натурных измерений. Это позволило сделать вывод, что формулы (12) и (13) могут с достаточной точностью применяться в практике акустических расчетов. Результаты сопоставления рассчитанных по формулам и измеренных в натурных условиях данных приведены в диссертации.

Железнодорожный транспорт является одним из существенных источников шума в жилых кварталах, расположенных вдоль железнодорожных линий. Применение модели распространения квазицилиндрических волн для исследования шума, излучаемого железнодорожным транспортом и поездами метрополитена, позволяет решить две задачи, а именно:

- производить оценку уровня шума от поезда при различном положении расчетных точек на плоскости, т.е. с учетом направленности распространения звуковых волн в плоскости;

- определять величину снижения уровня шума при увеличении расстояния от движущегося поезда.

При решении задач сделаны следующие допущения: шум движущегося поезда порождается N единичными источниками - колесами, расположенными на среднем расстоянии -С друг от друга; участок железнодорожной линии прямолинеен с достаточной длиной (свыше 1 км); поезда движутся с относительно постоянной скоростью; звук распространяется без препятствий. Это относится и к поездам метрополитена, движущимся на открытых участках.

Для определения характеристик направленности шума в плоскости использована формула (11); графическое представление направленности звука, излучаемого железнодорожными составами с типичными параметрами, дано на рис. 9.

Спады уровней шума вычислялись по формулам (8) и (9). Уровень звукового давления, дБА, излучаемого железнодорожными составами и поездами метрополитена на открытых участках, определялся по формуле

¿0") = ¿25 - Д£(г),дБА, (14)

где ¿25 -базисный уровень звука (шумовая характеристика железнодорожного состава); Д¿(r) - снижение уровня звука, вычисляемое по формуле (9).

Характеристика направленности при этом рассчитывается по формуле (11), а звуковое давление движущегося состава - по формуле

p(0t) = £>(©¿)p(0°).

(15)

Рис. 9. Характеристика направленности звука, излучаемого железнодорожным „ ,„ - „,, „ . ™ составом в интервале

-1 00 -0.50 0.00 0 50 1.00 г

[-я/2;+я/2]

На рис. 10 показано снижение уровня шума при удвоении расстояния от железнодорожной линии до расчетной точки (50, 100, 200,400 м) при расстоянии ¿=20 м между п единичными источниками.

Полученные результаты позволяют заключить, что при удвоении расстояния уровень шума снижается в пределах от 3 до 6 дБА, причём градиент снижения различен: в интервале 25-50 м он составляет в среднем 0,2 дБА/м, а в интервале 200-400 м - 0,03 дБА/м.

Рис. 10. Снижение уровня шума с увеличением расстояния от комплексного точечного источника длиной соответственно 80,100,140 м

Для установления фактического уровня шума железнодорожного транспорта и степени его снижения проведены натурные измерения на территории около главных железнодорожных линий в юго-восточной части Болгарии и на открытых участках метрополитена Софии. Расхождение результатов измерений с расчетными данными не превысило ±2 дБ. Результаты сравнения представлены в диссертации.

В четвертой главе изложены результаты исследований звуковых полей в пространстве улицы.

С целью выявления вклада звука, отраженного от фасадов зданий, в звуковое поле в пространстве улицы разработана теоретическая модель, характеризующаяся следующими особенностями и допущениями:

1. Улица с двухсторонней застройкой без разрывов между зданиями рассматривается как бесконечно вытянутое в продольном направлении помещение шириной 2Ь и высотой Н (рис. 11).

2. Проезжая часть и тротуары улицы, а также стены зданий представляют собой поверхности, полностью отражающие звук, а открытое в верхней части пространство является плоской поверхностью с коэффициентом звукопоглощения, равным единице.

к-

Рис. 11. Модель улицы с двухсторонней застройкой 3. Значение вклада отраженного звука в звуковое поле зависит не от высоты застройки Н, а от высоты расчетной точки к (при И<Н), поскольку в данном случае "потолок" представляет собой полностью поглощающую звук поверхность и отражения сверху вниз отсутствуют. Это условие отображает реальный физический процесс реверберации в сильно нарушенном диффузном (квазидиффузном) поле улицы. В этом случае средний коэффициент звукопоглощения условного помещения -улицы - составит а = Ь/(2Ь + Я).

Для данной модели на основе геометрической теории получены формулы для расчета уровня отраженного звука 1отр и его вклада Д£от/, в звуковое поле вблизи фасадов зданий в зависимости от расстояния Ь между осевой линией улицы и застройкой, высоты расчетной точки Ь и характеристик движения транспортного потока:

АпЫ (Ъ + Я)[(Ь - 2)2 + к2]1/*

Ктр ~ Ьпр + 1000у

мотр = 101д

1 + -

Ь(2Ь + Я) 4яЛГ (Ы-Я)[(Ь - 2)2 + Л2]1^'

(16)

(17)

10007 Ь(2Ь + Я)

Соответственно суммарный уровень звукового давления в пространстве улицы будет определяться как

Ьр — Ь„р + А Ьотр.

На основе результатов экспериментального исследования звукового поля в пространстве улицы и анализа теоретически полученной формулы выведено эмпирическое выражение для расчета величины вклада отраженного звука Ы.отр в звуковое поле вблизи фасада застройки магистральных улиц:

Ыотр = ке~ъ, (18)

где к - коэффициент, принимающий в зависимости от отношения Ъ/Ь следующие значения: к = 1,25 при Ь/Ь< 1; к = 0,9 при 1,0< М><1.5; к = 0,8 при 1.5<М><2.

График для определения Ыотр приведён на рис. 12.

Рис. 12. График для определения вклада отражённого звука вблизи фасадов примагистральной застройки

Д ля проверки правомочности применения формул (16) и (17) выполнены экспериментальные исследования звукового поля на модели улицы с двухсторонней застройкой в заглушённой камере. Совпадение результатов измерений с расчетными значениями полностью подтвердило достоверность предположений, сделанных при выборе теоретической модели улицы. Установлено, что вклад отраженного звука в звуковое поле в пространстве улицы в зависимости от ее ширины и высоты расчетной точки может достигать 6 дБ. Результаты расчетов по формулам (17) и (18) согласуются с экспериментальными данными. Результаты сравнений представлены в диссертации.

В пятой главе изложены результаты исследования звуковых полей на территории за фронтальной застройкой магистральной улицы при различных конфигурациях и вариантах размещения зданий.

Звуковые поля на территории за фронтальной застройкой магистральной улицы формируются: звуком, дифрагированным на верхних и торцевых кромках зданий; прямым звуком, проникающим через разрывы между зданиями; звуком, отраженным от зданий второго эшелона застройки, и звуком, отраженным от поверхности территорий.

В результате теоретического анализа закономерностей распространения шума транспортных потоков за первым эшелоном фронтальной застройки разработана математическая модель звукового поля на её территории. Фронтальная застройка магистральной улицы представлена в виде бесконечного экрана большой толщины с определенными разрывами между его элементами (отдельными зданиями), расположенного вдоль ряда точечных источников шума (рис. 13). Территория условно разбита на две основные зоны. В первой зоне звуковое поле формируется дифрагированным звуком и частично звуком, отраженным от торцевых плоскостей зданий. Во второй зоне основную роль в формировании звукового пола играет прямой звук. В зависимости от расположения расчетной точки и источников шума торец здания рассматривается как препятствие прямоугольного или клиновидного сечения. В первом случае происходит двойная дифракция на обеих торцевых кромках, а во втором - дифракция на одной из торцевых кромок здания.

Уровень звука в любой точке звукового поля на территории фронтальной застройки 1А зас1 дБА,определяется путем энергетического суммирования вклада прямого и дифрагированного звука всех точечных источников шума:

где ЬАпрк- уровень прямого звука, дБ А, поступающего в расчетную точку;

п п т

1Азас = 101я

Ю0'1^« +УУ ЩЪ^Апрк-Ы-жры) _ (19)

•к=1 к=1 (=1

к=1¿=1

Ыэкрк{ - снижение уровня звука к~™ источника шума, дифрагированного на ^-ом здании.

Величина ЬАпрк зависит от интенсивности транспортного потока и величины разрыва между зданиями.

При большой интенсивности транспортного потока и больших разрывах между зданиями, когда в расчетную точку поступает звуковая энергия от квазицилиндрического источника конечной длины,

^а пр = о — ДЬгА,

где ¿ло - базисный уровень звука (шумовая характеристика автомобильного потока); &1гА - снижение уровня звукового давления в точке А, вычисляемое по формуле (9).

При небольшой интенсивности транспортного потока и незначительной ширине разрывов между зданиями в расчетную точку поступает звуковая энергия от отдельных точечных источников, и тогда уровень прямого звука, поступающего в расчетную точку от к~г° источника шума, рассчитывается по формуле

Ьлгр. = Ьао -20^—, го

где Ьд о - шумовая характеристика точечного источника шума; г - расстояние от источника шума до расчетной точки; г0 - расстояние, на котором определяется шумовая характеристика источника шума.

Величина ¿экр определяется как

Мжр = 10 ^(ю01^ + Ю01^ + Ю0ЛА1^),

где &Ь'экр - снижение уровня звука, дифрагированного на верхних кромках здания. В зависимости от расположения расчетной точки могут иметь место случаи дифракции звука на одной или двух верхних кромках здания; и М."эКр - снижение уровня звука, дифрагированного на кромках соответственно левой и правой торцевых частей здания. В зависимости от расположения точечного источника шума и расчетной точки относительно торцов зданий,могут иметь место случаи дифракции звука на двух или одной торцевых кромках.

Снижение уровня звука зданием-экраном рассчитывалось на основе теории дифракции Пирса, описывающей дифракцию звука на одной и двух кромках экрана большой толщины.

Экспериментальное исследование влияния прямого и дифрагированного звука на формирование звуковых полей на территории фронтальной застройки выполнено на уменьшенных моделях в заглушённой камере при её типичных параметрах (рис. 13) и пересчитано на реальные размеры застроек.

Исследование показало, что процесс формирования звуковых полей имеет сложный характер и зависит от большого ряда параметров застройки. Это не позволяет установить простые эмпирические зависимости и разработать инженерный метод расчета. Поэтому на основе описанной выше математической модели звукового поля создан алгоритм для автоматизированного расчета звуковых полей на территории за фронтальной застройкой. Для его апробации проведены расчеты на ПК при типичных параметрах фронтальной застройки. Сравнение расчетных и экспериментальных данных выявило их хорошую сходимость. Разница уровней звукового давления не

200 м

линекныи источник шума

Ь= 15, 30,45 м

100 м

ХК\Л»М1\Л V IV Ш II I

Рис. 13. Схема расположения модели фронтальной застройки, источника шума, осей (1-Х) и точек измерений (1-16)

а) 6)

Рис. 14. Кривые спада уровней звукового давления за фронтальной застройкой при разрывах между домами 40 м (а) и 15 м (б) по осям I и VIII и X (см. рис. 13) 1-свободное поле, Ь = 1,5 м; 2-свободное поле, Ь = 27м; 3-свободное поле, Ь = 36 м;

4-ось1,Ь= 1,5 м; ***-расчет на ПК; 7 - оси VIII, X, Ь = 1,5 м; ООО-расчет на ПК;

5 - ось I, Ь = 27 м; +++ - расчет на ПК; 8 - оси VIII, X, Ь = 27 м; поп - расчет на ПК;

6-ось1, Ь = 36м; ооо-расчет на ПК; 9 - оси VIII, X, 11 = 36 м. ваш - расчет на ПК;

не превысила ±2 дБ, что удовлетворяет требованию, предъявляемому к точности акустических расчетов. В качестве примера на рис. 14 представлены экспериментальные и рассчитанные результаты формирования звуковых полей за фронтальной застройкой по линиям осей, указанным на рис. 13.

При модельных экспериментальных исследованиях влияния отраженного звука на формирование звуковых полей внутриквартального пространства примагистральной территории с целью его количественной оценки в качестве отражающих звук препятствий использовались модель протяженного здания, устанавливаемая во втором ряду застройки в соответствии с нормами по градостроительству на расстояниях от первого ряда зданий, равных в реальности 30 и 50 м, а также модели зданий, располагаемые в форме каре.

В результате исследований выявлено, что величина вклада отраженного звука в различные зоны звукового поля неодинакова и изменяется как по высоте, так и вдоль фасада зданий. Максимальные его значения наблюдаются у дворовых фасадов зданий, расположенных напротив отражающей звук

плоскости, достигая 10 дБ в центре здания. При смещении точки измерений к оси разрыва эта величина уменьшается. Из параметров застройки наибольшее влияние на величину вклада отраженного звука оказывает расстояние до отражающей плоскости; влияние ширины разрыва между зданиями менее существенно.

Сравнительный анализ кривых изменения уровней звукового давления по высоте застройки показывает, что если доминирующую роль в формировании звукового поля за одним рядом зданий играет звук, дифрагированный на верхних кромках, то при наличии второго ряда застройки и малом расстоянии между зданиями его вклад не столь существен. Это связано с относительно высоким уровнем отраженного звука во внутриквартальном пространстве. При этом доля звука, отраженного от фасадов зданий, с увеличением высоты уменьшается (рис. 15).

а) 6)

Рис. 15.Изменение уровней звукового давления за фронтальной застройкой (а - по оси I, б -по оси VI, см. рис. 13) при наличии второго ряда зданий: 1 - один ряд зданий, а = 40 м; 2 -схема 1, а = 40 м, с = 30 м; 3 - схема 1, а = 40 м, с = 50 м; 4 - один ряд зданий, а = 15м; 5 -схема 4, а = 15 м, с = 30 м; 6—схема 4, а = 15 м, с = 50 м;

,+ - расчет по методу A.C. Проходы, соответственно для 2,3, 5 и 6 схем

Учитывая несовершенство существующих методов расчета отраженного звука, предполагающих равномерное распределение отраженной звуковой энергии, в практике акустических расчетов целесообразно использовать экспериментальные данные, полученные в настоящей работе для типичных параметров застройки и приемов группировки зданий, применяемых в современном градостроительстве.

Для оценки влияния конфигурации здании на шумовой режим внутри зданий и на дворовой территории проведены исследования на моделях застройки в заглушённой камере. Рассматривались два типа зданий с Г- и П-образной конфигурацией и различной длиной боковых объемов.

Анализ полученных данных показал, что при Г-образной конфигурации зданий наблюдается лишь незначительное снижение уровней шума вблизи дворового фасада и на территории застройки. При этом длина бокового объема не играет заметной роли в улучшении шумового режима. При П-образной конфигурации зданий уровни шума на территории застройки существенно снижаются. При протяженности боковых секций зданий, равной одной четверти длины основной его части, дополнительное снижение шума на территории застройки, даже при больших разрывах между зданиями (40 м), достигает 9 дБ. При протяженности боковых секций, равной половине длины основной части зданий, и при таких же разрывах между зданиями, дополнительное снижение шума увеличивается до 11 дБ и отмечается на более обширной части территории. В качестве примера на рис. 16 показана эффективность применения сложной конфигурации зданий в плане при фронтальной застройке для регулирования шумового режима внутриквартального пространства и в квартирах крайних секций.

Дополнительное снижение уровней шума вблизи дворовых фасадов шумозащитных зданий П-образной конфигурации не столь значительно, как на территории застройки, и составляет 2-4 дБ в средних и крайних секциях, но этого достаточно для устранения наблюдаемых в практике эксплуатации

а)

Ц ДБ 63"

'Т

б)

1-, дБ 63- г----т

Рис. 16. Изменение уровней звукового давления за фронтальной застройкой по осям VI (а) и I (б) (см.рис. 13) в зависимости от типа конфигурации зданий (кривые 1-5) 1 — прямоугольная форма здания в плане; 2 и 4—Г-образная форма здания в плане с длиной боковых объемов соответственно 15 и 30 м; 3 и 5—П-образная форма здания в плане с дойной боковых объемов соответственно 15 и 30 м

зданий превышений допустимого уровня звука в крайних секциях. При меньших разрывах между зданиями экранирующий эффект П-образной застройки более существенна. Протяженность боковых объемов проектируемых зданий должна определяться величиной требуемого снижения уровней шума в жилых комнатах крайних секций и на территории застройки.

В шестой главе представлены разработанные на основе всего комплекса теоретических и экспериментальных исследований методы расчета звуковых полей в пространстве магистральных улиц, на территории застройки и вблизи уличных дворовых фасадов зданий, которые могут быть рекомендованы к использованию при проектировании с учетом защиты зданий и территорий от шума.

Уровень звука на расстоянии 2 м от уличного фасада здания ЬА ф следует определять по формуле

где ЬАжв - шумовая характеристика транспортного потока, дБА; ЫАрас -снижение уровня звука, дБА, в зависимости от расстояния между источником шума и расчетной точкой; Ыотр - вклад отраженного звука, дБА, в звуковое поле в пространстве улицы.

Класс требуемой звукоизоляции проектируемого объекта устанавливается в зависимости от высоты расчетной точки по фасаду зданий Л, в которой уровень шума достигает максимального значения. Величина к определяется из формулы

| + 1п(^ + х)-1щ1 = 1,25 + 1п/?, (21)

где х = К/а,к - высота расчетной точки, м; а - расстояние между осью первой полосы движения транспорта и линией застройки, м; /? = Ъ/а, Ъ -расстояние между осью улицы и линией застройки, м;

0,8751г€/тс ц=- , + 1,при 0 < х < 2-,

(\ga-Jl + х2)

С - среднее расстояние между транспортными единицами в потоке, м.

Графическое решение уравнения (21) дано на рис. 17.

с-1,25 + 1п р

•—-——-——-—- Рис. 17. Графическое решение

уравнения (21)

В качестве примера на рис. 18 показан характер изменения акустической нагрузки по высоте фасада здания при конкретных параметрах транспортного потока и застройки. Как следует из рисунка, суммарная эпюра изменения уровня звука по высоте здания складывается из двух эпюр - эпюры снижения уровня звука вследствие увеличения расстояния от источника

шума до фасада здания с увеличением высоты (со знаком "минус") и эпюры вклада отраженного звука в звуковое поле вблизи фасада здания (со знаком "плюс").

Анализ полученных результатов показывает, что вблизи первых этажей зданий, стоящих на широких улицах, уровень звука практически не изменяется по высоте, заметного снижения можно ожидать выше седьмого этажа. Для зданий, стоящих на узких улицах, уровень звука у первых двух этажей выше базисного; со второго до шестого этажа он снижается, но после шестого этажа вновь возрастает.

Метод расчета уровней шума вблизи уличных фасадов зданий можно применять в практике проектирования для определения необходимого класса звукоизоляции ограждающих конструкций зданий.

3.0 8,4 г

а)

б)

2018- е.4^-

16-)2. +

96- 4,1\—

4 Э-[_ 1 о.А

Рис. 18. Расчетные схемы для определения акустической нагрузки по высоте уличных фасадов зданий (а) и эпюры снижения шума по высоте фасадов Ы.Арас, вклада отраженного звука Ыл отр и суммарной акустической нагрузки А1Аф(6)

Основу практической реализации теоретического метода расчета уровней шума вблизи дворовых фасадов зданий и на прилегающей к ним территории застройки составляет программа расчета на ПК. Метод позволяет определять уровни звука за фронтальной застройкой с учетом прямого и дифрагированного звука. В зависимости от параметров застройки программа определяет поправки, учитывающие вклад отраженного звука и влияние конфигураций зданий.

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований звуковых полей в примагистральной застройке проведена детальная качественная и количественная оценка эффективности применения рациональных проектных параметров зданий для снижения уровней транспортного шума в жилых помещениях и на территории застройки. Это позволило научно обосновать и уточнить существующие и разработать новые рекомендации по рациональному размещению зданий на примагистральных территориях.

С целью максимального ограничения проникания прямого и дифраги-рованого звука на территорию застройки и в жилые помещения крайних секций рекомендовано предусматривать смещение продольных осей соседних зданий относительно друг друга, устройство боковых объемов различной конфигурации и др. Для уменьшения до минимума вклада отраженного звука в звуковое поле внутриквартального пространства предложено располагать жилые здания второго эшелона застройки торцами к магистральной улице и, как правило, перпендикулярно к ее продольной оси.

В зонах внутриквартального пространства, расположенных вдоль оси разрывов между зданиями первого эшелона застройки, рекомендовано располагать здания предприятий торговли, общественного питания, учреждений бытового обслуживания и коммунального хозяйства, предприятии связи и т.п. В зонах внутриквартального пространства, расположенных вдоль поперечных осей зданий первого эшелона застройки, предложено размещать здания детских дошкольных учреждений, школ, учреждений здравоохранения, площадки отдыха.

В Приложении 1 дано описание пакета разработанных прикладных программ для акустических расчетов:

• Программа SoundPre для расчета звукового давления, порожденного бескрайне длинным источником квазицилиндрических звуковых волн

• Программа Model QC для определения характеристики направленности звукового давления при квазицилиндрической звуковой волне от источника с конечной длиной

• Программы Space * для вычисления уровня шума, излучаемого транспортным потоком в свободном пространстве

• Программы Train * для расчета определенных параметров распространения шума, излучаемого движением состава поезда

• Программы Street * для оценки вклада отраженного звука и снижения уровня шума при отдалении от источника в уличном пространстве

• Программы Screen * для расчета снижения шума с учетом дифракции звуковых волн при использовании зданий-экранов

• Программа Street Мах определения высоты здания, для которого уровень транспортного шума максимален.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе теории квазицилиндрических звуковых волн разработана новая математическая модель, адекватно описывающая распределение звуковой энергии от источников бесконечной и конечной длины, моделирующих реальные источники шума автомобильного и железнодорожного транспорта. Решено волновое уравнение квазицилиндрической волны, излучаемой источником бесконечной длины; получены математические зависимости, характеризующие распространение звука от источника конечной длины.

2. Теоретически установлена и экспериментально подтверждена зависимость характера снижения уровней шума от плотности транспортного по-

тока на малых расстояниях от проезжей части магистральной улицы - вблизи фасадов примагистральных зданий. Получена формула для расчета снижения уровня звука в зависимости от расстояния между осевой линией улицы и расчетной точкой и от параметров транспортного потока.

3. Получена формула для расчета снижения уровня шума железнодорожных поездов и поездов метрополитена на территории застройки, учитывающая направленность звука, расстояние между источниками и длину источников. Правомочность применения формулы в акустических расчетах подтверждена измерениями в натурных условиях.

4. Установлена зависимость величины вклада отраженного звука в звуковое поле в пространстве улицы от соотношения её ширины и высоты расчетной точки. Получены теоретическая и экспериментальная формулы для расчета вклада отраженного звука вблизи фасадов зданий.

5. Установлена зависимость изменения уровня шума по высоте фасада зданий от расстояния между осью транспортного потока и расчетной точкой. Получена формула для определения высоты расчетной точки, на которой уровень шума достигает максимального значения.

6. Разработаны теоретически и экспериментально подтверждены математическая модель и алгоритм расчета звукового поля, формируемого прямым и дифрагированным звуком на территории за фронтальной застройкой магистральной улицы. На их основе составлена программа для ПК по расчету звуковых полей на территории за фронтальной застройкой.

7. Составлена база экспериментальных данных, характеризующих вклад отраженного звука в различные зоны звукового поля внутрикварталь-ного пространства при типичных параметрах и приемах группировки зданий, применяемых в современном градостроительстве; данные могут быть использованы в практике проектирования зданий по условиям снижения шума.

8. Получены экспериментальные значения дополнительного снижения уровней шума вблизи дворовых фасадов зданий,имеющих сложную конфигурации в плане,и на территории за фронтальной застройкой таких зданий.

9. Предложен комплексный подход к расчету уровней шума вблизи уличных и дворовых фасадов шумозащитных зданий и на территории фронтальной застройки магистральных улиц. Его применение в практике проектирования позволяет значительно повысить точность акустических расчетов и сократить сроки их проведения.

10. Научно обоснованы и уточнены существующие и разработаны новые рекомендации по рациональному размещению зданий на магистральных улицах. Их применение в практике проектирования и строительства позволит более надежно обеспечить требования санитарных норм к шумовому режиму на территории и в помещениях жилых и общественных зданий.

11. С целью повышения эффективности проектных работ на основе формульного аппарата диссертационной работы разработан пакет прикладных программ акустических расчетов, который позволяет осуществить быстрый выбор рациональных объемно-планировочных и строительно-конструктивных решений при проектировании и реконструкции зданий на примагистральной территории с учетом защиты от шума.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах (* - работы в гаданиях из Перечня ВАК): А. Статьи и доклады

1. Николов Н. Д. Използване метода на акустичното моделиране за изследване ефективността на снижението на транспортния шум от сгради-екрани // сп. Строителство. - София, 1985. - № 7. - С. 50-53.

2. Николов Н. Д., Коробков В. Е., Осипов Г. JI. Теоретично изследване на формирането на звуковите полета на територии с фронтално застрояване. // сп. Строителство. - София, 1987. -№ 9. - С. 35-39.

3. Николов Н. Д., Коробков В. К, Осипов Г. Л. Автоматизиран метод за изчисляване нивото на транспортния шум на територии с фронтално застрояване. // сп. Строителство. — София, 1987. — № 10. - С. 27-29.

4. Николов Н. Д. Влияние на отразения звук при формиране на звуковите полета в жилищните райони. // сп. Строителство. - София, 1988. - № 7. - С. 39-41.

5. NicolovN. D. Reverberations in Large areas. // Annual of the University of mining and geology "St. Ivan Rilsky". - Sofia 2003. - vol. 46, part III, Mechanization, Electrification and Automation. Sofia. - P. 245-246.

6. Николов H. Д. Метод за изчисляване на акустичното натоварване върху

уличните фасада на сградите. // Сборник научни трудове „60 години Съюз на учените в България": Кърджали. 2004. - С. 339-344. 7*. NikolovN. D. Volume-planning solutions for buildings in the first line for noise-safe building. // International Conference on Civil Engineering Design and Construction. - Varna, 2006. - P. 673-685.

8. Николов H. Д. Теоретическое исследование звукового поля в пространстве улицы. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции, НИИСФ РААСН. - Москва, 2006. - С. 417-423. 9*. Николов Н.Д Экспериментальное исследование вклада отраженного звука в звуковое поле в пространстве улицы. // ж. Промышленное и гражданское строительство. - Москва, 2006. - №9. - С. 58-60.

10*. Nikolov N. D. Automatic calculation of acoustic field behind the first nine of buildings // 7-th International Scientific Conference SGEM.-Албена, 2007 -C. 99. 11*. Маждраков М.Г., Николов НД. Особености на инженерните изчис-ления.//7-Й1 International Scientific Conference SGEM-Arc6eHa,2007- C.76. 12*. Николов H. Д. Решение волнового уравнения квазицилиндрической волны, излучаемой источником бесконечной длины. // ж., Академия". -Москва, 2009. - № 5. - С. 253-256.

13*. Николов Н. Д. Моделирование квазицилиндрическими звуковыми волнами распространения звука, излучаемого источником конечной дойны. // ж. „Академия". - Москва, 2009. - № 5. - С. 224-228. 14*. Николов Н. Д. Метод расчета уровней шума транспортных потоков в открытом пространстве на основе модели квазицилиндрических звуковых волн. // ж. „Академия". - Москва, 2009. - № 5. -С. 240-245. 15*. Николов Я, КовачевА. Актуальные проблемы увеличивающие шумовую нагрузку на здания в современных условиях Болгарии (с точки зрения градостроительной акустики). //ж. „Академия". - Москва, 2009. — №5. — С. 152-158. 16*. Аистов В. А., Шубин И. Л., Николов Н. Д. Оценка влияния шума железнодорожных поездов на селитебные территории и комплекс мероприятий по его снижению. // ж.„Академия". - Москва, 2009. - №5. - С. 216-223.

17. Николов Н. Д. Расчет уровней шума вблизи дворовых фасадов зданий и на територии застройки. // Материалы международной научно-технической конференции „Гармонизация европейских и российских нормативных документов для защиты населения от повышенного шума", Греция: Кавала. -Москва, НИИСФ РААСН, 2009. - С. 169-185.

18. Николов Н., ДеневД., Константинов А., Дедес К. Законодательное устройство проблем шума в населенных местах Республики Болгарии и Греции. // Материалы международной научно-технической конференции „Гармонизация европейских и российских нормативных документов для защиты населения от повышенного шума", Греция: Кавала. -Москва, НИИСФ РААСН, 2009.-С. 31-34.

19. Николов Н. Д, Маждраков М. Г. Проблемы автоматизации акустических расчетов. Материалы международной научно-технической конференции „Гармонизация европейских и российских нормативных документов для за-

щиты населения от повышенного шума", Греция: Кавала. - Москва, НИИСФ РААСН, 2009. - С. 150-154.

20*. Николов Я Д, Шубин И. Л. Экспериментальное исследование вклада отраженного звука в звуковые поля на территории фронтальной застройки. // Приволжский научный журнал. - Нижний Новгород, 2009. - №3. - С. 59-64. 21*. Николов Я. Д Шубин И. Л. Исследование влияния конфигурации зданий на звуковые поля в застройке примагистральных территорий. // Приволжский научный журнал. - Нижний Новгород, 2009.-№3. -С. 54-58. 22. Николов Я, Ковачев А. Някои проблеми на големите градове от гледна точка на градоустройствената акустика. // сп. „Инженерии науки". - София, 2009. -№3.- С. 43-56.

23*. Николов Н. Д. Новая теоретическая модель распространения транспортного шума. // Приволжский научный журнал. - Нижний Новгород, 2010. -№1, 14 с. (в печати)

24*. Николов Н. Д., Шубин И. Л. Моделирование характера распространения звука, излучаемого источником конечной длины. // Приволжский научный журнал. - Нижний Новгород, 2010. -№2,9 с. Б. Монографии

25. Осипов Г. Л., Коробков В. Е., Николов Н. Д. т. 4.2. Закономерности распространения шума на територии застройки // В монографии под редакцией Осипова Г. Л. и Юдина Е. Я. "Снижение шума в зданиях и жилых районах". -Москва, изд-во „Стройиздат", 1987. - С. 558.

26. Николов Н. Д. Градоустройствена акустика. - София: Университетско из-дателство „Св. Климент Охридски", 2006. - С. 236.

В. Научный проект

27. Николов, Н. Д. (Ръководител). Автоматизиране на акустичния контрол на градоустройствените решения с помощта на ЕИМ. // Архив на Научно Из-следователски Строителен Институт (НИСИ). - София, 1989-90.

Г. Документы для приобретения интелектуальной собствености на оригинальные софтуерные продукты

28. Николов Н. Д. Лицею и Сертификат на програми SoundPre, ModelQC. / София, 2008.

29. Николов Н. Д. Лиценз и Сертификат на програми Space BG, Space МС. / София, 2008.

30. Николов Н. Д. Лиценз и Сертификат на програми Space QC, Space QC Lim, Space QC 2. / София, 2008.

31. Николов H. Д. Лиценз и Сертификат на програми Train BG, Train 90 Move, Train 90, Train dB. / София, 2008.

32. Николов H. Д. Лиценз и Сертификат на програми Street Н, Street НУ, Street Мах. / София, 2008.

33. Николов Я. Д. Лиценз и Сертификат на програма AC Sound. / София, 2009.

Типография ООО "Галла-М", ул. Ижорская, д. 7 Подписано в печать 09.03.2010 г. Заказ № 276 Объем 2 печ. л. Тираж 100 экз.

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Николов, Николай Денчев

ВВЕДЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЕ СИМВОЛОВ

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Научные основы проектирования зданий на примагистральных территориях

1.2. Закономерности распространения транспортного шума в свободном пространстве

1.3. Методы расчета звуковых полей в пространстве улиц

1.4. Методы расчета звуковых полей на территории застройки

1.5. Автоматизация акустических расчетов

1.6. Выводы по главе 1 и основные задачи диссертационной работы

Глава 2. КВАЗИЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ -АДЕКВАТНАЯ МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ ПОЛЕЙ НА ПРИМАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

2.1. Решение волнового уравнения квазицилиндрической волны, излучаемой источником бесконечной длины

2.2. Моделирование характера распространения звука, излучаемого источником конечной длины

2.3. Исследование характеристики направленности распространения звука, излучаемого источником конечной длины

2.4. Анализ формулы характеристики направленности источника звуковых волн конечной длины

2.5. Примеры для определения характеристики направленности квазицилиндрических звуковых волн, излучаемых источником конечной длины

2.6. Выводы по главе

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗВУКОВЫХ ПОЛЕЙ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОДЕЛИ КВАЗИЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВОЛН

3.1. Теоретическое исследование влияния плотности транспортного потока на характер снижения шума на примагистральной территории

3.2. Экспериментальное исследование формирования звуковых полей в свободном пространстве на территории вблизи улиц

3.3. Исследование характера снижения шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена на территории застройки

3.4. Экспериментальное исследование снижения шума железнодорожных поездов на территориях прилегающих к железным дорогам

3.5. Выводы по главе

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗВУКОВЫХ ПОЛЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕ УЛИЦЫ

4.1. Методика исследований

4.2. Теоретическое исследование звукового поля в пространстве улицы

4.3. Экспериментальное исследование вклада отражённого звука в звуковое поле в пространстве улицы

4.4. Выводы по главе

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗВУКОВЫХ ПОЛЕЙ НА ТЕРРИРОРИИ ФРОНТАЛЬНОЙ ЗАСТРОЙКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ КОНФИГУРАЦИЯХ И ВАРИАНТАХ РАЗМЕЩЕНИЯ ЗДАНИЙ

5.1. Теоретическое исследование звукового поля на территории фронтальной застройки

5.2. Экспериментальное исследование влияния прямого и дифрагированного звука на формирование звуковых полей на территории фронтальной застройки

5.3. Экспериментальное исследование вклада отраженного звука в звуковые поля на территории фронтальной застройки

5.4. Исследование влияния конфигурации зданий на звуковые поля в застройке примагистральных территорий

5.5. Выводы по главе

Глава 6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА УРОВНЕЙ ШУМА ВБЛИЗИ ФАСАДОВ ЗДАНИЙ И НА ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ. ПРИНЦИПЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ РАЗМЕЩЕНИЮ ЗДАНИЙ НА ПРИМАГИСТРАЛЬНОЙ ТЕРРИТОРИИ

6.1. Метод расчета уровней шума вблизи уличного фасада зданий

6.2. Метод расчета уровней шума вблизи дворовых фасадов зданий и на територии застройки (AC Sound)

6.3. Учет вклада отраженного звука и влияния конфигураций зданий в плане на звуковое поле

6.4. Принципы и рекомендации по рациональному размещению зданий на примагистральных территориях

6.5. Выводи по главе

Введение 2010 год, диссертация по строительству, Николов, Николай Денчев

Возрастающее влияние шума непосредственно связано с урбанизацией. Процессы урбанизации и развития городов во всем мире протекают в основном по схожим механизмам, а имеющиеся различия обусловлены, как правило, особенностями, присущими конкретным странам, в том числе и Республике Болгария. К таким особенностям, существенно повлиявшим на увеличение транспортного шума в период после наступления в стране известных общественно-политических перемен (1989 г.), следует отнести: количественный рост транспортных потоков при одновременном отставании развития транспортной инфраструктуры (в том числе отдельных её элементов - несоответствие размеров и покрытий проезжей части, возникновение конфликтных участков, недостаточность мест парковки и др.); внесение многочисленных необоснованных поправок в принятые планы градостроительства относительно высоты и расположения зданий и расстояний между ними [10,30,36,41,47]; несоблюдение из-за стремления к максимальному использованию площади застройки некоторых правил и норм при реализации конкретных объектов строительства и др.; несоответствие общественного городского транспорта потребностям возросшего населения по количеству и качеству транспортных средств и другим потребительским показателям.

Применение современных ограждающих конструкций с улучшенными звукоизолирующими качествами и соответствующих объемно-планирово-чных решений зданий существенно способствует снижению в них уровней шума от транспорта. Однако этого недостаточно для зданий, располагаемых на магистральных улицах. Как показывает практика, наряду с использова-нием эффективных шумозащитных конструкций и объемно-планировочных решений отдельных зданий, необходимы также разработка и внедрение планировочных и строительно-акустических методов и средств снижения транспортного шума непосредственно в городской застройке, то есть должен использоваться комплексный подход к проектированию зданий [60,61,63].

В основе разработки таких методов и средств и оценки их акустической и экономической эффективности лежат результаты корректно выполненных акустических расчетов. Обзор специальной литературы, особенно нормативных документов различного характера [законов, норм, инструкций, правил, рекомендаций и т.д.), указывает на определенное отставание методов и средств оценки закономерностей распространения транспортного шума на примагистральных территориях городской застройки от современных требований по условиям защиты от шума. В основе большинства используемых в практике расчетных методов лежат приближенные формулы, базирующиеся на несложном математическом аппарате и не в полной мере учитывающие процессы возникновения и распространения звуковой энергии в застройке [4,5,6,7,8,9,34,35,43,44,118,119].

В работах Осипова Г. Л., Юдина Е. Я., Коробкова В. Е., Поспелова П. И., Пруткова Б. Г., Иванова Н. И., Борисова Л. А., Цукерникова И. Е., Леденева В. И., Шубина И. Л., Проходы А. С., Буториной М. В в России, Маекавы 3., Пирса А., Курце Ю., Русо П., Рате Е., Фуживары К. из других стран, разработаны методы расчета на основе волновой, геометрической и статистической теорий.

В Российской Федерации и Республике Болгарии проводятся научно-исследовательские и проектные работы по совершенствованию архитектурно-планировочных и строительно-конструктивных решений зданий. Разработаны научные основы проектирования и строительства специальных шумозащитных зданий на примагистральных территориях. Однако в настоящее время практика проектирования не располагает надежными научными основами для оценки и выбора рациональных объемно-пространственных решений застройки магистральных улиц. Существующие методы расчета уровней шума вблизи уличных и дворовых фасадов зданий несовершенны и имеют узкие границы применения.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

1. На основе представления о квазицилиндрических звуковых волнах, излучаемых источниками бесконечной и конечной длины, разработать математическую модель, описывающую распространение звуковой энергии, излучаемой транспортными потоками.

2. Исследовать влияние плотности транспортного потока на характер изменения уровней шума на примагистральной территории при малых расстояниях от источников шума до точки приёма, а также характер изменения уровней при распространении шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена в открытом пространстве примагистральной территории.

3. Разработать метод расчета вклада отраженного звукового поля вблизи уличных фасадов при двухсторонней фронтальной застройке магистральных улиц.

4. Разработать математическую модель и метод расчёта звуковых полей, формируемых прямым, отраженным и дифрагированным звуком за фронтальной застройкой магистральных зданий, вблизи дворовых фасадов зданий и на прилегающих к ним территориях застройки.

5. Выявить влияние конфигурации зданий на звуковые поля вблизи их дворовых фасадов и на прилегающей территории застройки.

6. Разработать принципы и рекомендации по выбору рациональных объемно-пространственных решений зданий при фронтальной застройке магистральных улиц.

7. Разработать комплексный подход и пакет прикладных программ для акустических расчетов при проектировании мероприятий по защите от транспортного шума застройки и зданий, размещаемых в зоне воздействия транспортного шума.

Научная методология решения задач. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований.

Теоретические исследования выполнялись: при дефиниции (определении) нового класса квазицилиндрических звуковых волн и решении на основе классической волновой теории дифференциального уравнения распространения таких волн, излучаемых источником бесконечной длины; при разработке модели квазицилиндрического распространения звука излучаемого источником конечной длины и исследовании его характеристики направленности на основе принципа суперпозиции звуковой энергии; при выявлении на основе разработанной автором концепции квазицилиндрического излучения шума транспортным потоком влияния плотности транспортного потока на характер изменения уровней шума на малых расстояниях от проезжей части магистральных улиц; при определении закономерностей снижения уровня шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена на открытых территориях от ж.д. путей до линии застройки; при выявлении вклада отраженного звука в звуковое поле в пространстве улицы с привлечением геометрической теории акустики и квазицилиндрического излучения шума транспортным потоком; при разработке на основе теории дифракции звука на кромках экрана большой толщины математической модели звукового поля на территории за фронтальной застройкой магистральной улицы.

Экспериментальные исследования в работе производились с целью установления влияния различных факторов застройки на формирование шумового режима примагистральных и внутриквартальных территорий застройки, а также для оценки результатов теоретических исследований. Исследования производились на физических моделях в заглушённой камере и натурных условиях в Республике Болгария и в России. Исследования с использованием метода акустического моделирования выполнялись: при оценке влияния отраженного звука на формирование звуковых полей в пространстве улиц и вблизи уличных фасадов зданий; при исследовании влияния прямого и дифрагированного звука на формирование звуковых полей вблизи дворовых фасадов зданий и на прилегающих к ним территориях застройки; при выявлении вклада отраженного звука в звуковые поля внутриквартального пространства застройки и установлении степени влияния конфигурации зданий на их формирование. Экспериментальные исследования в натурных условиях проводились: при исследовании влияния плотности транспортного потока на характер изменения уровней шума в свободном пространстве на территории вблизи улиц; при исследовании характера снижения шума железнодорожного транспорта при распространении его в свободном пространстве от железнодорожных путей до линии застройки; при исследовании вклада отраженного звука в общий уровень шума от транспорта вблизи уличных фасадов зданий. При измерениях использовалась прецизионная акустическая аппаратура фирмы «Брюль и Къер» [Дания).

Научная новизна работы. В результате теоретических и экспериментальных исследований предложены:

1. Новая теоретическая модель квазицилиндрического излучения шума транспортными потоками бесконечной и конечной длины, объективно оценивающая характер распространения звуковой энергии от транспортных источников шума на примагистральных территориях.

2. Аналитическаие зависимости характеристик снижения уровней шума от плотности транспортного потока на малых расстояниях от проезжей части - вблизи фасадов примагистральных зданий.

3. Зависимости,определяющие характер снижения уровней шума железнодорожного транспорта и поездов метрополитена на открытом пространстве.

4. Теоретическая модель формирования звукового поля в пространстве улицы и алгоритм расчета и оценки отраженного звука в звуковом поле улицы.

5. Математическая модель формирования звукового поля на территории за фронтальной застройкой магистральной улицы.

1. При проектировании и строительстве жилых и курортных комплексов во многих городах и районах Болгарии: комплекса „Ариана" в г. София, „Городского парка" в г. Карнобат, жилых зданий в городах Бургас и София, и др.; отелей „Таляна", „Флагман" и „Планета" в курортном комплексе "Солнечный берег", „Олимпик" и „Орчард" в г. Банско, „Лагуна" и „Каварна" в г. Каварна, „Сидер Хайте" в курортном комплексе „Пампорово"; жилых районов в городах София, Сливен, Бургас и др.; отеля „Горубляне" в г. София фирмами „ТриАрт"; „Модус" и „Писарски Дизайн".

2. При разработке Институтом строительной физики, технологии и логистики, г. София, стратегических карт шума республиканской дорожной сети и нового градостроительного плана г. Кырджали.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель распространения звуковой энергии на примагистральных территориях, основанная на представлении о квазицилиндрических волнах, излучаемых транспортными потоками;

2. Разработанные на основе этой модели:

3. Рекомендации по рациональному размещению зданий на примагистральных территориях застройки.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и приложений.

Заключение диссертация на тему "Методология проектирования защиты городских зданий от транспортного шума на основе теории квазицилиндрических волн"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Рациональное проектирование зданий на примагистрльных территориях с учетом защиты от шума позволяет эффективно решить проблему защиты населения городов и других населенных пунктов от вредного воздействия транспортного шума.

2. Для повышения технико-экономической эффективности при проектирования и строительства зданий на примагистрльных территориях необходимо усовершенствовать и дополнить существующие методы расчета уровней транспортного шума на территории и в помещениях застройки.

3. С целью повышения точности акустических расчетов и снижения затрат при проектировании и строительстве зданий на примагистральных территориях сформулирован новый класс квазицилиндрияеских звуковых волн как средство для максимального приближения теоретических моделей источников шума в городской среде к реальным - транспортные потоки, железнодорожные составы и поезда метрополитена в открытых участках.

4. Решено волновое уравнение квазицилиндрической волны, излучаемой источником бесконечной длины. Проведено теоретическое исследование характера распространения звука, излучаемого источником конечной длины.

5. Установлена теоретически и экспериментально подтверждена закономерность снижения уровней шума на малых расстояниях от проезжей части магистральной улицы от плотности транспортного потока. Получена формула для расчета снижения уровня звука в зависимости от расстояния между осевой линией улицы и расчетной точкой и параметров транспортного потока.

6. Получена формула для расчета снижения уровня шума железнодорожных поездов и поездов метрополитена на территории застройки в зависимости от характеристики направленности, расстояния между источниками и длины источников. Провомочьность применения формулы в акустических расчетах подтверждена измерениями в натурных условиях.

7. Установлена теоретически и экспериментально подтверждена зависимость величины вклада отраженного звука в звуковое поле в пространстве улицы от соотношения её ширины и высоты расчетной точки. Получены теоретическая и экспериментальная формулы для расчета вклада отраженного звука вблизи уличных фасадов зданий.

8. Установлена зависимость изменения уровня шума по высоте уличного фасада зданий от расстояния между осью транспортного потока и расчетной точкой. Получена формула для определения высоты расчетной точки, на которой уровень шума достигает максимального значения.

9. Разработаны теоретически и экспериментально подтверждены математическая модель и алгоритм расчета звукового поля, формируемого прямым и дифрагированным звуком на территории фронтальной застройки магистральной улицы, на основе которых составлена программа расчета звуковых полей на ПК.

10. Получены экспериментальные данные, характеризующие вклад отраженного звука в различные зоны звукового поля внутриквартального пространства при типичных параметрах и приемах группировки зданий, применяемых в современном градостроительстве.

11. Получены экспериментальные данные, характеризующие дополнительное снижение уровней шума вблизи дворовых фасадов зданий и на территории фронтальной застройки при использовании зданий сложной конфигурации в плане.

12. Разработан и экспериментально подтвержден комплексный метод расчета уровней шума вблизи уличных и дворовых фасадов шумозащитных зданий и на территории фронтальной застройки магистральных улиц, применения которого в практике проектирования позволяет значительно повысить точность акустических расчетов и сократить сроки их проведения.

13. Научно обоснованы и уточнены существующие и разработаны новые рекомендации по рациональному размещению зданий на магистральных улицах, применение которых в практике проектирования и строительства позволит обеспечить требования санитарных норм к шумовому режиму на территории и в помещениях жилых и общественных зданий.

14. С целью повишения эффективности проектных работ, на основе формулного аппарата диссертационной работы разработан пакет прикладных программ акустических расчетов, который позволяет быстрый выбор рациональных объемно-планировочных и строительно-конструктивных решений при проектировании и реконструкции зданий на примагистральной территории с учетом защиты от шума.

Библиография Николов, Николай Денчев, диссертация по теме Строительные конструкции, здания и сооружения

1. Аистов В.А. Усовершенствование методы расчета шумовых характеристик автотранспортных потоков в современных условиях г. Москва. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: Москва: 2006. - С. 388391.

2. Аистов В.А., Шубин И. Л., Николов Н. Д. Оценка влияния железнодорожных поездов на селитебные территории и комплекс мероприятий по его снижению. // „Академия". Москва: 2009. - №5. -С. 216-223.

3. Буторина М.В. Контроль и снижение шума железнодорожного транспорта. Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: - Москва: 2006. - С. 348352.

4. Веретина И. А. и др. Программное обеспечение акустических расчетов. Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН : - Москва: 2006. - С. 339340.

5. Вълчев И. Електроакустика. София: изд. Техника. 1975. 356 с.

6. Иванов И. И. Проблема шума в современной цивилизации. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: Москва. 2006. С. 39-42.

7. Иванов Н. И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы сшумом. Санкт Петербург: изд-во Логос. 2008. - 424 с.

8. Иванов Н. И. и др. Инженерная экология и экологический менеджмент. Москва: изд-во Логос. 2004. - 518 с.

9. КовачевА. Градоустройство (ч.1 и ч. 2). София - Москва, изд. РЕПОРТ. 2003. - 496 е., 390 с.

10. Коробков В. Е. Исследование распространения транспортного шума в жилой застройке методом моделирования. В Кн.: Строителная акустика. // Труды НИИСФ. Москва. 1971, вып. 3. - С. 47-56.

11. Коробков В. Е. Исследование закомерностей распространения транспортного шума на примагистральных территориях городов. // Дис. канд. техн. наук. Москва. 1979. - 177 с.

12. Коробков В. Е. Исследования закономерностей разспространения транспортного шума на примагистральных городов. // Автореф. дис. канд.тех. наук. Москва. 1979. - 22 с.

13. Коробков В. Е. Эффективность снижения шума экранами-зданиями. В кн.: Строительная акустика. // Труды НИИСФ. - Москва. 1979, вып. 21. - С. 96-103.

14. Коробков В. Е., Николов Н. Д. Влияние плотности транспортного потока на характер снижения шума на примагистральной територии. // Труды НИИСФ. Москва. 1984. - С. 91-94.

15. Коробков В. Е., Николов Н. Д. Пути повышения эффективности шумозащитных зданий. // Доклади на VII научно-техническа конференция на българските аспиранти в СССР. Москва. 1985.

16. Кузнецов Д. С. Специальные функции. Москва: изд-во Высшаяшкола. 1965.

17. ЛайтхиллД. Волны в жидкостях. Москва: изд-во Мир. 1981.

18. Ландау, Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Том VI. Гидродинамика. Москва: изд-во Наука. 1986. - 734 с.

19. Любелъский В. В. Анализ акустического режима городских територий с использованием компьютерного моделирования. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: Москва. 2006. С. 353-355.

20. Маекава 3. Акустические экраны. В Кн.: Снижение шума в зданиях и на териториях застройки. Москва: изд-во Стройиздат. 1986. - 423 с.

21. Маждраков М. Г., Николов Н. Д. Особености на инженерните изчисления. // 7ма Международна научна конференция SGEM 2007, рез. докл. Албена. 2007. - С. 76.

22. Николов Н. Д. Използване метода на акустичното моделиране за изследване ефективността на снижението на транспортния шум от сгради-екрани // сп. Строителство. София, 1985. - № 7. - С. 50-53.

23. Николов Н. Д., Коробков В. Е., Осипов Г. Л. Теоретично изследване на формирането на звуковите полета на територии с фронтално застрояване. // сп. Строителство. София, 1987. - № 9. - С. 35-39.

24. Николов Н. Д., Коробков В. Е., Осипов Г. Л. Автоматизиран метод за изчисляване нивото на транспортния шум на територии с фронтално застрояване. // сп. Строителство. София, 1987. - № 10. - С. 27-29.

25. Николов Н. Д. Влияние на отразения звук при формиране на звуковите полета в жилищните райони. // сп. Строителство. София, 1988. - № 7. - С. 39-41.

26. Николов, Н. Д. (Ръководител). Автоматизиране на акустичния контрол на градоустройствените решения с помощта на ЕИМ. // Архив на Научно Изследователски Строителен Институт (НИСИ). -София, 1989-90.

27. Nikolov N. D. Reverberations in Large areas. // Annual of the University of mining and geology "St. Ivan Rilsky". Sofia 2003. - vol. 46, part III, Mechanization, Electrification and Automation. Sofia. - P. 245-246.

28. Николов H. Д. Метод за изчисляване на акустичното натоварване върху уличните фасади на сградите. // Сборник научни трудове „60 години Съюз на учените в България": Кърджали. 2004. С. 339-344.

29. Николов Н. Д. Градоустройствена акустика. София: Университетско издателство „Св. Климент Охридски", 2006. - С. 236.

30. Nikolov N. D. Volume-planning solutions for buildings in the first line for noise-safe building. // International Conference on Civil Engineering Design and Construction. Varna, 2006. - P. 673-685.

31. Николов H. Д. Теоретическое исследование звукового поля в пространстве улицы. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции, НИИСФ РААСН. Москва, 2006. - С. 417-423.

32. Николов Н.Д. Экспериментальное исследование вклада отраженного звука в звуковое поле в пространстве улицы, //ж. Промышленное и гражданское строительство. Москва, 2006. - №9. -С. 58-60.

33. Nikolov N. D. Automatic calculation of acoustic field behind the first nine of buildings // 7-th International Scientific Conference SGEM. -Албена, 2007. С. 99.

34. Николов H. Д. Пакет прикладных программ для акустических расчетов. // В печати, 2009, см. acmo-2006.eu.

35. Николов Н., КовачевА. Някои проблеми на големите градове от гледна точка на градоустройствената акустика. // сп. „Инженерии науки", БАН. София. 2009. - № 3. - С. 43-56.

36. Николов, Н. Д. Решение волнового уравнения квазицилиндрической волны, излучаемой источником бесконечнойдлины. // ж. „Академия". Москва, 2009. - № 5. - С. 253-256.

37. Николов Н. Д. Моделирование квазицилиндрическими звуковыми волнами распространения звука, излучаемого источником конечной длины. // ж. „Академия". Москва, 2009. - № 5. - С. 224-228.

38. Николов Н. Д. Метод расчета уровней шума транспортных потоков в открытом пространстве на основе модели квазицилиндрических звуковых волн. // ж. „Академия". Москва, 2009. - № 5. -С. 240-245.

39. Николов Н. Д, Шубин И. Л. Теоретическое исследование характера снижения шума поездов. // ж. „Академия". Москва, 2009. - №5. - С. 267-269.

40. Николов Н., Ковачев А. Актуальные проблемы увеличивающие шумовую нагрузку на здания в современных условиях Болгарии (с точки зрения градостроительной акустики). // ж. „Академия". -Москва, 2009. №5. - С. 152-158.

41. Николов Я. Д, Шубин И. Л. Экспериментальное исследование вклада отраженного звука в звуковые поля на территории фронтальной застройки. // Приволжский научный журнал. Нижний Новгород, 2009. - №3. - С. 59-64.

42. Николов Н. Д, Шубин И. Л. Исследование влияния конфигурации зданий на звуковые поля в застройке примагистральных территорий. // Приволжский научный журнал. Нижний Новгород, 2009. - №3. - С. 54-58.

43. Николов Н., Ковачев А. Акустични проблеми на градове в България. // сп. „Инженерии науки". София, 2009. - № 4. - С. 43-49.

44. Николов Н. Д., Шубин И. Л. Моделирование характера распространения звука, излучаемого источником конечной длины. // Приволжский научный журнал. Нижний Новгород, 2010. - №1. (В печати, см. acmo-2006.eu. - 9 е.).

45. Николов Н. Д. Новая теоретическая модель распространения транспортного шума. // Приволжский научный журнал. Нижний Новгород, 2010. - №1. (В печати, см. acmo-2006.eu. - 14 е.).

46. Нойферт Е. Архитектурно проектиране. 38-о издание под редакцията на Ч. Ангелов}. София: изд. СофтПрес. 2008. - 560 с.

47. Осипов Г. Л. Защита зданий от шума. Москва: изд-во Стройиздат. 1972.-216 с.

48. Осипов Г. Л., Коробков В. Е. Исследование шумового режима примагистральных территорий жилой застройки методом моделирования. // Доклады II Национальной конференции по борьбе с шумом. София. 1971. - С. 39-41.

49. Осипов Г. Л., Федосеева Е. Н., Кузнецов В. А. Распространение шума в моделях производственных помещений. В Кн.: Строителнаяакустика. // Труды НИИСФ. Москва. 1971. Вып. 3. - С. 33-41.

50. Осипов Г. Л., Кузнецов В. А. Расчет уровней шума в моделях производственных помещений при постоянном коэффициенте поглощения. В кн.: Борьба с шумом и Звуковой вибрацией. // -Москва: изд-во МДНТП. 1972. С. 55-59.

51. Осипов Г. Л., Коробков В. Е., Окольничников Ю. Д. Специални типове жилищни здания за защита от транспортния шум. // Доклади на III Национална конференция за борба с шума. София. 1973. - С. 41-46.

52. Осипов Г. Л., Прутков Б. Г., Шишкин И. А., Карагодина И. Л. Градостроительные меры борьбы с шумом. Москва: изд-во Стройиздат. 1975. - 215 с.

53. Осипов Г. Л. и др. Снижение шума в зданиях и на териториях застройки. / Под. ред. Г. Л. Осипова. Москва: изд-во Стройиздат. 1986.-423 с.

54. Осипов Г. Л., Юдин, и др. Снижения шума в зданиях и жилых районах. / Под. ред. Г. Л. Осипова и Э. Я. Юдина. Москва: изд-во Стройиздат. 1987. - 558 с.

55. Осипов Г. Л. Коробков В. Е., Климухин А. А. и др. Защита от шума в градостроительстве. / Под. ред. Г. Л. Осипова. Москва: изд-во Стройиздат. 1993. (Справочник проектировщика). - 95 с.

56. Осипов Г. Л., Аистов В. А. Современние проблемы защиты от шума в городах. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: Москва. 2006. С. 341-344.

57. Осипов Г.Л., Матросов Ю. А. Стратегия устойчивого развития строительного комплекса России. // Строительная физика в XXI веке.

58. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: Москва. 2006. С. 5-10.

59. Прохода А. С. Новый инженерный метод расчета уровней транспортного шума в застройке. В кн.: Звукоизоляция и защита от шума жилых и общественных зданий. // Труды МНИИТЭП. Москва. 1983.-С. 71-76.

60. Прохода А. С. и др. Отраженный звук в городской застройке. // Обеспечение защиты от вредных и опасных физических факторов среды обитания человека, зданиях и на територии застроек. -Севастополь. 2004. С. 145-152.

61. Прутков Б. Г. и др. Борьба с шумом в городах. / Под. ред. Б. Г. Пруткова. Москва: изд-во Стройиздат. 1987. - 244 с.

62. Самойлюк Е. П., Денисенко В. К, Пилипенко А. П. Борьба с шумом в населенных местах. Киев: изд-во Будильник. 1981. - 144 с.

63. Самойлюк Е. П. и др. Програмная реализация картографировании територий и обеспечение защиты от вредных и опасных физических факторов среды обитания человека в зданиях и на территории застроек. Севастополь. 2004. - С. 18-22.

64. Самойлюк Е. П. и др. Карты шума пространственных источников шума основа генеральной схемы шумозащиты крупнейшего города. // Строительная физика в XXI веке. Материалы научно-технической конференции. НИИСФ РААСН: Москва. 2006. - С. 385-387.

65. Сергеев М. В. Рассеяный звук и реверберация на городских улицах и в тунелях. // Акустический журнал. Москва. 1979. Т. 25. Вып. 3. -С. 439-447.

66. СкучикЕ. Основы акустики. Т.2. Москва: изд-во Мир. 1976. - 544 с.

67. Факторович А. А., Постников Г. И. Защита городов от транспортного шума. Киев: изд-во Буд1вельник. 1982. - 144 с.

68. Чигринский Г. А. Картина отражении и реверберация незамкнутыхпространств. // Журнал Технической Физики. Моевка. 1939. Т. 9. -№16. - С. 1484-1489.

69. Шишкин И. А, Коробков В. Е., Самойлюк Е. П. Исследование закомерностей распространения шума в жилой застройке методом моделирования. В Кн.: Строителная акустика. // Труды НИИСФ. -Москва. 1979. Вып. 21. - С. 75-83.

70. Шрайбер Л. Разпространение звука в свободном пространстве. В кн.: Справочник по технической акустике. Ленинград: изд-во Судостроение. 1980. - С. 284-299.

71. Шумозащищенные жилые здания для застройки городских магистралей. Москва: изд-во ЦНИИЕП Жилища.1983. - 50 с.

72. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. Москва: изд-во Наука. 1977. - 344 с.

73. Aubree D., Auzou S., Rapin J. M. Le bruit des rues et la gêne exprimee par les riverains. // Cahiers du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. Paris. 1973. Rap. 138. Cahier 1174. - 27 p.

74. BanosA. Dipole radiation in the pressense of a conducting half space. -New York: p.h. Pergamon Press. 1966. 123 p.

75. Davies H. G. Multiple-reflection diffuses cal tering model for noise propagation in streets. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1978. - V. 64. -№ 2. -P. 517-521.

76. Department of the Environment. The calculation of road traffic noise. -London, HM's Stationery Office. 1975. P. 1-4.

77. Donato R. J. Propagation of a spherical wave near a plane boundary with complex impedance. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1976. - V. 60.-P. 34-39.

78. Embleton T. F. W., Olson N., Piercy. E., Rollin D. Fluctuations in the propagation of sound near the ground.// J. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1974. - V. 55. - P. 485-496.

79. Embleton T. F. W. Sound propagation outdoors. Improved prediction schemes for the SO1 s. // Noise Control Engineering. Indianapolis, Indiana. 1982. - V. 18. - № 1. - P. 30-39.

80. Froseth S. E., Lambert R. F. Elevated measurement of traffic noise above an ideal reverberant city. // j. Sound and Vib. p.h. Elsevier. 1977. - V. 50. -№3.-P. 353-368.

81. Fujiwara K., Ando Y., Maekawa Z. Noise reduction by barriers. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1974. - V. 55. - P. 504-518.

82. Fujiwara K., Ando Y., Maekawa Z. Noise control by barriers. // Appl. Acoust. Gothenburg, Sweden: p.h. Elsevier. 1977. - V. 10 - №1. - P. 147159.

83. Guide du Bruit des Transports Terrestres. Paris: ed. CETUR. 1980. -317 p.

84. Hadden W. ., Pierce A. D. Plane wave diffraction by a wedge with finite impedance. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1978. - V. 63. - P. 17-27.

85. Hadden W.J., Pierce A. D. Sound diffraction around screens and wedges for arbitraiy point source locations. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1981. - V. 69. - P. 1266-1276.

86. Hothersall D. C., Simson S. The reflection of road traffic noise, j I j. Sound and Vib. p.h. Elsevier. 1983. - V. 90. - № 3. - P. 399-405.

87. Ingard U. On the reflection of a spherical wave from an infinite plane. 11 j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1951. - V. 23 - P. 329-335.

88. Ivey E. S. Acoustical seal model study of the attenuation of sound by wide barriers. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1977. - V. 62. - P. 601606.

89. Ko N.W. M., Tang C. D. Reverberation time in a high-rise city. Letter to the editor. // j. Sound and Vib. p.h. Elsevier. 1978. - V. 56. - №3. - P. 459461.

90. Kragh J. Jordvoldes stojdaepning. Lydteknisk laboratorium Akademietfor de tekniske Videnskaber. // Lyngby, Denmark. 1978. Rapport Nr. 11. -43 p.

91. Kurze U.J., Anderson G. S. Sound attenuation by barriers. // Appl. Acoust. Gothenburg, Sweden: p.h. Elsevier, 1971. - V. 4. - №1. - P. 35-53.

92. Kurze U.J. Frequency curves of road traffic noise. // j. Sound and Vib. -p.h. Elsevier. 1974. № 33. - P. 171-185.

93. KuttruffH. Zur Berechnung von pegelmitttelwerten und Schwankungsgroben bei Strabenlarm. // j. Acustica. Stuttgart. 1975. - V. 32. - № 2. - S. 57-69.

94. Lawhead R. B., Rudnik I. Acoustic wave propagation along a constant normal impedance boundary. I j j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1951. -V. 23. - P. 546-549.

95. Lyon R. H. Role of multiple reflections and reverberations in urban noise propagation. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1974. - V. 55. - № 3.-P. 493-503.

96. Maekawa Z., Osaki S. A simple chart for the estimation of the attenuation by a wedge diffraction. I j Appl. Acoust. Gothenburg, Sweden: p.h. Elsevier. 1985. - V. 18. - № 5. - P. 355-368.

97. Nicolas J., Embleton T. F. W., Piercy J. E. Precise model measurements versus theoretical prediction of barrier insertion loss in presence of the ground. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1983. - V. 71. - №1. - P. 4454.

98. Parkin P. H., Schles W. E. The horizontal propagation of sound from a jet engine close to the ground at flatfirld. // j. Sound and Vib. p.h. Elsevier. 1965.-V. 2-P. 353-374.

99. Pierce A. D. Diffraction of sound around corners and over wide barriers. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1974. - V. 55. - №5. - P. 941-955.

100. Pierce A. D. Diffraction of sound around corners and over widebarriers. // j. Acustica. Stuttgart. 1984. - V. 55. - P. 293-300.

101. Piercy J. E., Embleton T. F. W., Olson N. Mechanisms causing variability in the noise testing of light motor vehicles. // National research of Canada. Report APS560. Ottawa: p.h. Elsevier. 1976.42 p.

102. Piercy J. E., Embleton T. F. W., Sutherland L. C. Review of noise propagation in the atmosphere. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1977. - V. 61. - № 6. - P. 1403-1418.

103. Porada W. Model measurements on noise screening of line sources by single and double barriers. // Appl. Acoust. Gothenburg, Sweden: p.h. Elsevier. 1975. - V. 8. - P. 271-280.

104. Rathe E.J. Note on two common problems of sound propagation. // j. Sound and Vib. p.h. Elsevier. 1969. - V. 10. - №3. - P. 472-479.

105. Rousseaux P. Sound attenuation by wide barriers on the ground. // j. Acustica. Stuttgart. 1984. - V. 55. - P. 293-300.

106. Rudnik I. Propagation of an acoustic wave along a baundary. // j. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1947. - V. 19. - P. 348- 356.

107. Schröder E. Nachhall in geschlossenen bebauten Straßen. I/ Zeitschriftfur Lärmbekämpfung. Germany. 1973. - V. 17. - № 11. - S. 34-41.

108. Schröder E., Gösele K. Taschenbuch der Technischen Akustik. / Hrsg. G.

109. Müller und M. Moser. Berlin: v. Springer. 1994. - S. 207-246.113 .Steenackers P., Myncke N., Cops A. Reverberation in town streets. 11 j.

110. Acustica. Stuttgart. 1978. - V. 40. - №2. - P. 115-119.

111. Wenzel A. R. Propagation of waves along an impedance boundary. // J. Acoust. Soc. Amer. Melville, NY. 1974. - V. 55. - P. 956-963.

112. Yeow K.W. External reverberation times observed in built-up areas. // j. Sound and Vib. p.h. Elsevier. 1976. - V. 48. - № 3. - P. 438-440.

113. Yeow K.W. Decay of sound levels with distance from a steady source observed in a built-up area. // j. Sound and Vib. — p.h. Elsevier. 1977. — V. 52.-P. 151-154.

114. Нормативно-справочная литература

115. ГОСТ 31295.1-2005. Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 1. Расчет поглощения звука атмосферой.

116. Закон за защита от шума в околната среда. София, ДВ, 74/2005.

117. Закон за устройство на територията. София, ДВ, 1/2001.

118. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. Москва: изд-во Минтранспорта РФ. 2003.

119. Пособие к нормам проектирования планировки и застройки Москвы (ВСН-2-85) по применению градостроителыных, планировочных и конструктивных решений по борьбе с городскими шумами. Москва. 1985. - 40 с.

120. Пособие к МГСН 2.04-97 „Проектирование защиты от транспортного шума и вибраций жилых и общественных зданий". -Москва. Правительство Москвы: изд-во Москомархитектура. 1999.

121. Руководство по расчету и проектированию средств защиты застройки от транспортного шума. Москва: изд-во Стройиздат. 1982.

122. Справочник проектировщика. Защита от шума в градостроительстве. Москва: изд-во Стройиздат. 1993.

123. СП 23-104-2004. Оценка шума при проектировании,строительстве и эксплуатации объектов метрополитена.

124. ISO 9613-1:1993. Acoustics Attenuation of sound during propagation outdoors - Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere.

125. Schallscutz im Stadtebau. Richtinien fur die schalltechnische Bestandsaufnahme. Deutsche Normen. E DIN 18005. Tiel 2.1976. - 13 S.

126. Документы для приобретения интелектуальной собствености на оригинальные софтуерные продукты

127. Николов Н. Д. Лиценз и Сертификат на програми SoundPre, ModelQC. / София, 2008.

128. Николов Н. Д. Лиценз и Сертификат на програми Space BG, Space МС. / София, 2008.

129. Николов Н. Д. Лиценз и Сертификат на програми Space QC, Space QC Lim, Space QC 2. / София, 2008.

130. Николов H. Д. Лиценз и Сертификат на програми Train BG, Train 90 Move, Train 90, Train dB. / София, 2008.

131. Николов H. Д. Лиценз и Сертификат на програми Street H, Street HV, Street Max. / София, 2008.

132. Николов H. Д. Лиценз и Сертификат на програма AC Sound. / София, 2009.

Похожие работы

Строительство
05.23.00