ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ

Степанова Ксения Дмитриевна

студент ФГБОУ ВПО ВГУ, г. Воронеж

5. -mail: spartachka5@rambler.ru

Косинова Ирина Ивановна

научный руководитель, доктор геол.-мин.наук, профессор, зав. кафедры экологической геологии ФГБОУ ВПО ВГУ, г. Воронеж

Масленников Никита Александрович

научный руководитель, канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВПО «СПбГАСУ», г. Санкт-Петербург

В настоящий момент железнодорожный транспорт является одним из стабильных и перспективных видов транспорта по всему миру, что объясняется надежностью и экономической выгодой.

Термин железная дорога обозначает участок земли или поверхности искусственной постройки (мост, тоннель) в виде полосы, оснащенный рельсами полосу, который эксплуатируется в целях передвижения рельсового транспорта. [7].

Железнодорожный транспорт и любой другой вид транспорта является источником неприятный звуков, который рождают акустический дискомфорт. Высота шума в основном зависит от следующих факторов: интенсивность, скорость и состав транспортного потока, тип и качество дорожного покрытия, а также планировка территории, то есть расстояние до жилых кварталов, наличие зеленых полос и оград. Существуют показатели шумового воздействия: интенсивность, высота звуков и продолжительность воздействия.

Интенсивность представляет собой величину звукового давления, которое которая проявляется в виде звукового воздействия на барабанную перепонку уха человека и измеряется в децибелах (дБА).

Уровень шумового воздействия зависит от вида транспортного средства. Железнодорожный транспорт отличается высоким уровнем воздействия (125-130 дБА у колес состава) и уступает только авиационному транспорту (реактивный самолет при взлете: 130-160 дБА). Но при этом строительство аэропортов происходит на некотором удалении от населенных пунктов, в то время как железнодорожные пути пересекают жилые кварталы.

Следующим показателем воздействия шума является высота звука. Этот показатель определяется частотой колебаний звуковой среды и измеряется в герцах (Гц). На организм человека значимое физиологическое воздействие оказывают инфразвуки, неслышимые для человека, источниками которых на железнодорожном составе являются тормозные системы, электродвигатели, дизели и т.д. При длительном действии такого инфразвука в организме развиваются психофизиологические отклонения от нормы, которые носят устойчивый характер. Для человека порог переносимости инфразвука составляет 140 - 155 дБ. В шумовой фон больших городов значимый вклад вносит уличное движение: автомобили и железнодорожные составы. Так при движении поезда высота звуков обычно составляет 500 - 800 Гц, что относиться к акустическим (слышимым) звуковым колебаниям [1].

Не менее важным показателем шумового воздействия является его продолжительность. Длительное шумовое воздействие рассматривается как один из факторов, влияющих на снижение иммунитета. А также шумовое влияние усиливается под действием вибрации [6].

Целью исследования является изучение характеристики шумовой нагрузки в районе крупных железнодорожных транспортных магистралей г. Воронежа, а также методики по определению шумового поля.

Для проведения замеров уровня шума от железнодорожного транспорта в пределах г. Воронежа было выбрано два района города – Железнодорожный (ул. Остужева) и Коминтерновский районы (ост. «Березовая роща»).

В Железнодорожном районе была определена сеть замеров, которая включает в себя 4 профиля по 4 точки (рис. 1). Профили идут параллельно друг другу вдоль железной дороги. Точки данных профилей были выбраны в соответствии с удалением от железной дороги и различных шумовых барьеров: лесополосы, забора и зданий.

В Коминтерновском районе выбранный участок для проведения шумовых замеров характеризуется комплексной техногенной нагрузкой: от железнодорожных узлов и автомобильной магистрали. Сеть замеров была определена аналогично вышеописанной. Изменения присутствуют лишь в увеличении количества точек в профиле до пяти, в связи именно с комплексностью техногенной нагрузки (рис. 2). В роли шумовых барьеров выступают лесополоса, забор, здания.

Измерения акустических воздействий были проведены прибором, который предназначен для высокоточных измерений уровня шума в широком диапазоне - шумомер серии testo 816-1 в соответствии с инструкцией и нормативными документами [2]. Прибор представляет собой полностью цифровое надежное устройство, отвечающее требованиям международных стандартов.

В результате проведенных исследований, которые заключались в замере шумовых воздействий от железнодорожных узлов по обозначенным сетям в Железнодорожном и Коминтерновском районах г. Воронежа, были получены значения в дБА. По полученным данным были построены графики, которые выявили зависимость уровня шума от расстояния (рис. 3,4). Также при исследование графиков можно сказать, что уровень шума понижается при распространении от железной дороги перпендикулярно полотну в зависимости от наличия или отсутствия шумовых барьеров. Максимальное значение по уровню шума было зафиксировано в точке сети около железнодорожного полотна – 94,5 дБА, что приравнивается к очень шумному уровню для организма человека по шкале шумов. При эксперименте было выявлено, что самым эффективными шумовыми барьерами на рассматриваемых участках являются здания: уровень шума может снижаться на 35% (до 61,9 дБА). Уровень шума регрессирует после таких барьеров как лесополоса на 30% (до значений 64,8 дБА).

Можно предложить несколько методов уменьшения шума, излучаемого взаимодействием железнодорожного состава и рельса.

Первый метод заключается в предельно допустимом устранении неровности колес и рельсов. Подобный метод дает наилучшие результаты на практике.

Следующий метод, испробованный на практике, представляет собой уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического экрана в виде фартуков, прикрывающих тележки железнодорожных вагонов. Но применение на практике данного метода дало незначительный эффект: максимальное снижение шума составило всего лишь 2 дБА. При этом имеются сложности в устройстве акустических экранов: их нельзя установить достаточно низко для полного экранирования шума колес из-за жестких ограничений установленного габарита подвижного состава. Кроме того, экранирование колес вряд ли может привести к значительному снижению шума, если считать что рельса являются главным источником шумового воздействия.

Наиболее действенным возможным решением может быть установка протяженных акустических экранов вдоль всего железнодорожного пути. Экраны будут эффективны лишь тогда, когда их высота будет превышать длину волны звука, распространяющегося в направлении экрана. Исходя из этого, можно полагать, что экраны будут эффективны лишь в области верхних частот спектра шума. А также в случае, когда каждый железнодорожный путь огражден акустическими экранами с двух сторон [1].

На Белорусском вокзале г. Москвы построен забор высотой 4,5 – 5 м из металлических коробов со специальным наполнителем, который отличается повышенным шумопоглощением и пожаростойкостью [5]. По словам Эльдара Шакирова – руководителя проекта (ООО «СоюзТрансСтрой») шум внутри рядом стоящего здания снижается до 20 дБА при норме 50 дБА [4]. Подобная защита возводится при строительстве железной дороги в Ленинградской области [4]. В заборе, высотой более 6 м внизу на уровне колес устанавливаются коробы из пластика со звукопоглощающим заполнением. Выше ставятся панели, внутренняя сторона которых перфорирована, также с заполнением.

Эффект от заборов есть, но он обходится очень дорого. Октябрьская железная дорога на участке Гатчина – Усть-Луга на заборы затратила 10 миллиардов рублей [3]. В этой связи исследования с целью уменьшения шума от воздействия железнодорожных магистралей следует продолжить в поисках более эффективных и экономических решений.

Список литературы.

1. Бондалетова Л.И., Бондалетов В.Г. Промышленная экология Текст. / Томск: ТПУ, 2008. - с.173-176.
2. ГОСТ 20444-85. Шум. Транспортные потоки. Методы измерения шумовой характеристики Текст.; введ. 1986 -01-01 - М.: Изд-во стандартов, 1994.
3. Информационный портал «Славянка». Октябрьская железная дорога вкладывает  миллиарды в шумозащиту [электронный ресурс]. – Режим доступа. - URL: http://slawyanka.info/archives/12574 (дата обращения: 15.11.14)
4. Корпоративное телевидение ОАО «РЖД» [электронный ресурс]. – Режим доступа. - URL: http://www.rzdtv.ru/2013/09/23/ekspertyi-osmotreli-stroitelstvo-obekta-shumoizolyatsii-na-belorusskom-napravlenii-mzhd/  (дата обращения: 15.11.14)
5. ООО «СоюзТрансСтрой» [электронный ресурс]. – Режим доступа. - URL:  http://www.soyuzts.ru/objects/ (дата обращения: 15.11.14)
6. Чернышев М. А. - Железнодорожный путь Текст. / М.: Транспорт, 1979.
7. Шум на транспорте / пер. с англ. К.Г. Бомштейна. Под ред. В.Е. Тольского, Г.В. Бутакова, Б.Н. Мельникова. Текст. / М.: Транспорт, 1995.