Расчет и методы снижения шума от авиационного транспорта

§1.3. Планирование землепользования в районе аэропортов

 

Характер землепользования вокруг аэропорта будет влиять на безопасность эксплуатации аэропорта, а также на безопасность близлежащих населенных пунктов. В этой связи необходимо учитывать хозяйственную деятельность вокруг аэропорта, которая может влиять на безопасность и эффективность эксплуатации ВС.

Иностранные специалисты при использовании земельных участков вокруг аэропортов указывают на совместимость или несовместимость того или иного вида деятельности с целью обеспечения безопасности полетов. Выделяют следующие виды деятельности:

1. Использование земель в сельскохозяйственных целях. Такое использование имеет важное значение для программы развития аэропорта. Во-первых, земля будет приносить доход, а во-вторых, выращиваемые на такой земле культуры предотвращают эрозию почвы.

2.Вместо проектов жилищного строительства, для которых авиационный шум неприемлем, можно строить автомобильные или железнодорожные дороги, а близлежащие территории можно будет использовать под коммерческие, промышленные и лесопарковые зоны. Районы жилой застройки можно не только отнести подальше, но и фактически не создавать в критических по шуму зонах.

3.Использование земель для муниципальных нужд: водопроводы, канализационные сооружения, объекты энергоснабжения. Однако стоит обращать особое внимание на такой немаловажный факт, водные объекты, такие как водохранилища, могут служить местом скопления птиц, что негативно влияет на безопасность полетов.

4.Коммерческое и промышленное использование земель. Учитывая, что коммерческая активность, в основном, протекает в дневное время суток, и ей не мешает проблема шума в ночное время или во время сна, строительство офисных зданий и торговых площадей также будет приносить доход аэропорту.

В качестве примера эффективного управления землепользованием вокруг аэропорта стоит привести ситуацию вокруг амстердамского аэродрома Схипхол, который был построен в 1916 году и использовался как военный аэродром. После Второй мировой войны вокруг аэропорта было построено большое количество жилых домов, жители которых столкнулись с серьезными проблемами шума в конце 1960-х с появлением первых коммерческих реактивных ВС. В 1967 году специальный комитет подготовил рекомендацию правительству о введении методологии оценки авиационного шума (показатель Костена, назван в честь профессора, под председательством которого работал комитет). В 1978 году с учетом положений рекомендаций в закон об авиации Нидерландов были внесены изменения и поправки с целью создать правовую основу для шумового зонирования. В 1988 году правительство разработало структурный документ, который впоследствии был утвержден парламентом, где говорилось о необходимости обозначения шумовых зон для всех аэропортов Нидерландов. В 1991 году были выработаны около 100 мероприятий, направленных на борьбу с шумом и загрязнением в районе аэропорта.

В настоящее время власти аэропорта Схипхол осуществляют контроль за шумовой ситуацией с помощью 30 измерительных пунктов, находящихся в пределах границ или вблизи жилых районов, а также с помощью соблюдения коэффициента общего объема шума (шумовой бюджет), основанного на прогнозе объемов перевозок. Примечательно, что будущий рост воздушного движения возможен только в том случае, когда средние уровни шума ВС будут сокращены или введены усовершенствованные приемы снижения шума.

К другим мерам относятся дальнейшее повышение сборов за посадку шумных судов и ограничения на эксплуатацию определенных типов ВС в вечерние и ночные часы, с тем, чтобы не допускать нарушения установленных законом уровней шумовых зон.

 

Рис.1. Аэропорт Схипхол

На ряде территорий жилой застройки определяющим источником физического загрязнения окружающей среды  в современных условиях являются авиационный шум. Это связано с быстрым ростом объема воздушных пассажирских перевозок в мире  и расширением городского строительства часто без учета реестра государственных объектов, располагающихся на прилегающих территориях.

Существенному влиянию авиационного шума вблизи аэропортов подвержено  около 3% граждан России, при этом численность населения,  на которое влияет шум с  превышением установленных гигиенически допустимых значений вблизи крупных аэропортов Федерального значения, достигает 1,5 млн. человек, а суммарная площадь  территорий с фиксированным повышением уровня авиационного шума составляет более 5,8 тыс. км2 .

Шум относится к главному фактору риска здоровью населения в окружении аэропортов. По результатам социально-гигиенических исследований 72 % населения, проживающего на территориях около аэропортов, предъявляют жалобы на нарушение условий отдыха, труда и быта. Количество жалоб находится в прямой зависимости от величины эквивалентного уровня звука на жилой территории.

Наличие двух действующих документов: ГОСТ 22283-88 «Шум авиационный. Допустимые уровни шума на территории жилой застройки и методы его измерения» [6] и СН 2.2.4/2.18.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях, общественных зданий и на территории жилой застройки»[7], создает трудности в регламентировании акустической обстановке на территориях жилой застройки, прилегающих к аэропортам. 

§1.4. Акустические преграды

 

Наиболее эффективной и мало затратной защитой некоторых районов от определенных типов аэропортового шума являются лесопосадки. Японские ученые установили, что звукоизоляционные характеристики лесных массивов свидетельствуют о том, что правильно выполненные лесопосадки могут обеспечить хорошую защиту от распространяющегося по земной поверхности шума. На рисунке приведен пример эффективной лесопосадки. На приведенном графике показан уровень шумопоглощения некоторых пород деревьев. Как показали опыты, при прохождении через 100 метров посадок вечнозеленых деревьев звук ослабевает на 25-30 децибел[1].

Иностранные ученые и специалисты, работающие в аэропортах, уделяют внимание и породам деревьев. Прежде всего, подбираются такие породы, которые не будут создавать опасность столкновения с птицами. Кроме того, предпочтение отдается породам, которые подходят по климатическим условиям района расположения аэропорта, обладают эффективным звукоизолирующими свойствами, не требуют особого ухода и могут расти при орошении их обработанной сточной водой из аэропорта.

Что касается звукоизоляции зданий в самом аэропорту, то при их строительстве за рубежом используют специальные звукоизоляционные материалы[1].

Рис.2. Аэропорт Шереметьево

§1.5. Звукопоглощающие конструкции

 

Для звукоизоляции используются физические пространственные преграды, препятствующие распространению звука (экраны, боксы), а для звукопоглощения – покрытия, наносимые на отражающие поверхности (потолок, стены, пол) помещений для уменьшения отраженной звуковой энергии. В реальных процессах прохождения звука через преграду эти два понятия взаимосвязаны между собой. На практике для поглощения шума наиболее широко применяются волокнисто-пористые материалы. Шумопоглощение такими материалами непосредственно связано с технологией их получения и формируемой при этом структурой (зависит от порядка следования слоев) и возрастает с увеличением толщины, плотности материалов. Для шумопоглощающего материала, состоящего из последовательности слоев капрона, вискозного волоса, вискозы, лавсана, восстановленной шерсти, нитрона, коэффициенты поглощения шума на частотах 250, 500, 1000 и 2000 Гц равны соответственно 0,30; 0,50; 0,65; 0,85 (при противоположном чередовании слоев эти величины на указанных выше частотах составляют 0,28; 0,39; 0,61; 0,69). Наиболее широкое применение для снижения уровня шума в помещениях получили поверхностные структуры из шумопоглощающего материала, которые крепятся к его стенам. Для повышения шумопоглощающих характеристик такой материал устанавливают на некотором расстоянии от стенки. Эта простейшая поглощающая структура, то есть система "слой поглотителя – воздушный промежуток между поглотителем и стенкой", поглощает больше акустической энергии, чем тот же поглотитель без воздушного промежутка. Увеличение поглощенной энергии происходит из-за увеличения скорости частиц воздуха в поглощающем слое вблизи частот поперечного резонанса воздушного промежутка. Простейшей конструкцией резонансного покрытия является классический резонатор Гельмгольца, выполненный в виде "объёмов воздуха" с отверстиями в лицевых панелях[4].

Рис.3. Шумозащитный экран

 

 

§1.6. Допустимый уровень шума в аэропортах

 

На вновь проектируемых территориях жилой застройки вблизи существующих аэропортов и на существующих территориях жилой застройки вблизи вновь проектируемых аэропортов уровни авиационного шума не должны превышать значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1

Допустимый уровень шума в аэропортах в дневное и в ночное время суток

Время суток	Эквивалентный уровень звука LAэкв, дБ (А)	Максимальный уровень звука при единичном воздействии LA, дБ (А)
День (с 7.00 до 23.00 ч)	65	85
Ночь (с 23.00 до 7.00 ч)	55	75

 

Контроль авиационного шума на территориях вблизи аэропорта осуществляется при помощи аэродромной системы контроля шума, представляющей собой комплекс автоматических или автоматизированных средств измерения, передачи, регистрации и обработки информации о характеристиках воздействующего шума и включающей пункты контроля шума (ПК), систему передачи информации и центральную станцию (ЦС) обработки информации.

Система контроля должна обеспечивать получение следующей информации:

значения максимальных уровней шума - Lа, дБ (А);

эквивалентные уровни шума с осреднением за различные периоды времени - Lэкв, дБ (А);

превышение допустимых уровней;

исходную информацию, необходимую для оценки вклада отдельных типов ВС или парка ВС отдельных авиакомпаний в общее воздействие шума.

В ПК выполняют измерение звукового сигнала и его регистрацию, затем результаты измерений передают на ЦС для дальнейшей обработки, включающей анализ полученной информации как из ПК, так и из службы движения и метеостанции аэропорта (рейс с указанием авиакомпаний и типа ВС, время вылета или прибытия, используемая взлетно-посадочная полоса (ВПП), маршрут вылета, метеоусловия и другая информация, необходимая для идентификации событий и сравнительной оценки).

ПК размещают таким образом, чтобы обеспечить решение всех задач по контролю шума на территориях в окрестностях аэропорта при минимальных затратах на оборудование и эксплуатацию системы. Число, тип и размещение ПК зависят от особенностей эксплуатации конкретного аэропорта и расположения районов жилой застройки вблизи него.

ПК могут быть стационарными и передвижными. Последние используются для решения оперативных задач, связанных с проверкой жалоб населения, разовым контролем в местах возможного превышения допустимых уровней шума, для вновь возводимых строений, выбора мест для возможного размещения зон отдыха, больниц и т.п., а также для предварительных исследований по обоснованию выбора мест расположения стационарных ПК.

Обычно ПК используются в составе автоматических систем контроля с передачей информации по телефонной линии или по каналам радиосвязи, а также при помощи средств телеметрии. Стационарные ПК могут быть автономными (обеспечивающими регистрацию и хранение информации непосредственно в месте регистрации).

Контроль шума в окрестностях аэропортов осуществляют непрерывно или в отдельные промежутки времени. Временный контроль проводят для оценки существующей в аэропорту ситуации, проверки эффективности отдельных мероприятий по снижению шума и выборочного контроля их использования, причем длительность проведения контроля зависит от поставленных целей. Круглосуточный контроль обеспечивает регистрацию всех случаев нарушения установленных ограничений, обеспечивая тем самым максимальную эффективность применяемых в аэропорту методов снижения шума.

Система устанавливаемых в ПК ограничений предусматривает использование в качестве максимально допустимых:

-уровни, регламентируемые на территории жилой застройки в окрестностях аэропортов действующими стандартами;

-уровни, установленные для ВС конкретных типов или групп из условий максимального снижения шума при повседневной эксплуатации.

Информация о местах размещения ПК, установленных максимально допустимых уровнях шума и рекомендациях по их соблюдению обязательно помещается в установленной документации, определяющей правила эксплуатации ВС в данном аэропорту.

Результаты контроля авиационного шума представляются в виде периодического (обычно месячного) информационного бюллетеня контроля. Подготовка такого бюллетеня осуществляется для информации эксплуатирующих организаций о зарегистрированных случаях нарушений установленных в аэропорту требований по шуму, а также обобщения статистической информации о характеристиках шума в окрестностях аэропорта. В бюллетень включают следующую информацию:

-расположение используемых для контроля шума ПК и допустимые в них уровни шума;

-перечень ВС, превысивших установленные в ПК ограничения, и метеоусловия при регистрации нарушения;

-эквивалентные уровни шума, рассчитанные за различные периоды времени (день, ночь, сутки, неделя, месяц) и общее число зарегистрированных событий;

-статистическая информация о характеристиках шума, создаваемого в ПК ВС различных типов и авиакомпаний для различных условий эксплуатации, включая диапазон изменения измеренных уровней, среднестатистические значения и сравнительную оценку уровней шума.

Бюллетень контроля шума является также информационной базой для проверки жалоб, уточнения фактических зон воздействия шума в окрестностях аэропорта, а также подготовки уведомлений о нарушениях или применения штрафных санкций к эксплуатирующим организациям за нарушение установленных в аэропорту требований по шуму[3].

Шумомер — прибор для объективного измерения уровня звука. Не следует путать этот параметр с уровнем громкости. Не всякий прибор, измеряющий звук, является шумомером. Существует российские и международные стандарты, устанавливающие требования к этим приборам. В России пока еще действует советский стандарт ГОСТ 17187-81. В 2008 этот ГОСТ гармонизирован с европейским стандартом МЭК 61672-1 (IEC 61672-1), результатом чего стал новый ГОСТ Р 53188.1-2008.В европейских странах действуют свои стандарты на шумомеры, однако все они также следуют требованиям стандартов МЭК. Особняком стоят США, где применяются стандарты ANSI (в частности ANSI S1.4), существенно отличающиеся от европейских.