Борьба с шумом или снижение уровня шума — это комплекс мер по снижению шумового загрязнения или уменьшению воздействия этого шума как на открытом воздухе, так и в помещении.
Основными областями снижения или устранения шума являются: контроль шума транспорта , архитектурное проектирование, городское планирование с помощью кодексов зонирования [1] и контроль профессионального шума . Дорожный шум и шум самолетов являются наиболее распространенными источниками окружающего шума. [2] Социальная деятельность может создавать уровни шума, которые постоянно влияют на здоровье населения, проживающего или занимающего территории, как в помещениях, так и на открытом воздухе, вблизи развлекательных заведений, где используются усиленные звуки и музыка, что представляет собой существенную проблему для эффективных стратегий снижения шума.
Было разработано множество методов для решения проблем с внутренними уровнями шума, многие из которых поощряются местными строительными нормами . В лучшем случае при проектировании планировщикам рекомендуется работать с инженерами-конструкторами для изучения компромиссов между проектированием проезжей части и архитектурным дизайном. Эти методы включают проектирование внешних стен, стен для вечеринок, а также сборку пола и потолка; кроме того, существует множество специализированных средств для гашения реверберации от специальных помещений, таких как аудитории , концертные залы , развлекательные и общественные места, столовые, комнаты для аудиозаписи и конференц-залы.
Многие из этих методов основаны на применении материаловедения для создания звукоизолирующих экранов или использования звукопоглощающих облицовок для внутренних помещений. Контроль промышленного шума является подмножеством внутреннего архитектурного контроля шума, с акцентом на конкретные методы звукоизоляции от промышленного оборудования и для защиты рабочих на их рабочих местах.
Звуковая маскировка — это активное добавление шума для снижения раздражения от определенных звуков, противоположное звукоизоляции .
У каждой организации есть свои собственные стандарты, рекомендации/руководства и директивы относительно того, какой уровень шума допускается для сотрудников, прежде чем необходимо будет принять меры по контролю шума.
Требования OSHA гласят, что когда работники подвергаются воздействию шума с уровнем выше 90 децибел по шкале А (дБА) в 8-часовых средневзвешенных по времени значениях (TWA), на рабочем месте должны быть реализованы административные и/или новые технические меры контроля. OSHA также требует, чтобы импульсные шумы и ударные шумы контролировались, чтобы не допустить превышения этими шумами пиковых уровней звукового давления (SPL) 140 дБ. [3] [4]
MSHA требует, чтобы административный и/или технический контроль был реализован на рабочем месте, когда шахтеры подвергаются воздействию уровней выше 90 дБА TWA. Если уровни шума превышают 115 дБА, шахтеры обязаны носить средства защиты органов слуха. Поэтому MSHA требует, чтобы уровни шума были снижены ниже 115 дБ TWA. Измерение уровней шума для принятия решений по контролю шума должно включать все шумы от 90 дБА до 140 дБА. [5] [4]
FRA рекомендует, чтобы воздействие шума на рабочих было уменьшено, когда воздействие шума превышает 90 дБА для 8-часового TWA. Измерения шума должны включать все шумы, включая прерывистые, непрерывные, ударные и импульсные шумы от 80 дБА до 140 дБА. [6] [4]
Министерство обороны (DoD) предлагает контролировать уровень шума в первую очередь с помощью инженерных средств контроля. DoD требует, чтобы все устойчивые шумы были снижены до уровня ниже 85 дБА, а импульсные шумы были снижены до уровня ниже 140 дБ пикового уровня звукового давления. Воздействия TWA не рассматриваются в требованиях DoD. [7] [4]
Директива Европейского парламента и Совета требует снижения или устранения уровня шума с помощью административных и инженерных мер контроля. Эта директива требует нижних уровней воздействия 80 дБА в течение 8 часов с пиковым уровнем звукового давления 135 дБ, а также верхних уровней воздействия 85 дБА в течение 8 часов с пиковым уровнем звукового давления 137 дБ. Пределы воздействия составляют 87 дБА в течение 8 часов с пиковыми уровнями 140 дБSPL. [8] [4]
Эффективной моделью для контроля шума является модель источника, пути и приемника Болта и Ингарда. [9] Опасный шум можно контролировать, уменьшая выход шума в его источнике, минимизируя шум по мере его распространения по пути к слушателю и предоставляя слушателю или приемнику оборудование для ослабления шума.
Различные меры направлены на снижение опасного шума в его источнике. Такие программы, как Buy Quiet и National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Prevention through design, способствуют исследованиям и проектированию тихого оборудования, а также реконструкции и замене старого опасного оборудования на современные технологии. [10]
Принцип снижения шума посредством изменения путей распространения применяется к изменению прямых и косвенных путей распространения шума. [4] Шум, распространяющийся по отражающим поверхностям, таким как гладкие полы, может быть опасным. Изменения путей распространения включают физические материалы, такие как пена, поглощающие звук, и стены, чтобы обеспечить звуковой барьер, который изменяет существующие системы, уменьшающие опасный шум. Также могут быть спроектированы звукопоглощающие кожухи для громкого оборудования и изоляционные камеры, из которых работники могут удаленно управлять оборудованием. Эти методы предотвращают распространение звука по пути к работнику или другим слушателям.
В промышленных или коммерческих условиях работники должны соблюдать соответствующую программу по сохранению слуха . Административный контроль , такой как ограничение персонала в шумных зонах, предотвращает ненужное воздействие шума. Средства индивидуальной защиты , такие как пенопластовые беруши или наушники для ослабления звука, обеспечивают последнюю линию защиты для слушателя.
Исследования шумозащитных барьеров показали неоднозначные результаты относительно их способности эффективно снижать шумовое загрязнение . [11] Электрические и гибридные транспортные средства могут снижать шумовое загрязнение, но только если эти транспортные средства составляют большую долю от общего числа транспортных средств на дороге; даже если трафик в городской местности достигнет пятидесяти процентов электромобилей, общее достигнутое снижение шума составит всего несколько децибел и будет едва заметно. [12] Сегодня шум на шоссе меньше зависит от типа двигателя , поскольку эффекты на более высокой скорости связаны с аэродинамикой и шумом шин . Другие вклады в снижение шума у источника: улучшенные конструкции протектора шин для грузовиков в 1970-х годах, лучшая защита дизельных дымовых труб в 1980-х годах и местное регулирование транспортных средств без глушителей . [13]
Наиболее плодотворные области для снижения шума на дорогах — это решения по городскому планированию, проектирование дорог, проектирование шумозащитных барьеров, [14] контроль скорости, выбор дорожного покрытия и ограничения для грузовиков. Контроль скорости эффективен, поскольку самые низкие уровни шума возникают при движении транспортных средств плавно со скоростью от 30 до 60 километров в час. Выше этого диапазона уровни шума удваиваются с каждыми пятью милями в час скорости. На самых низких скоростях доминируют шумы торможения и ускорения (двигателя).
Выбор дорожного покрытия может иметь значение в два раза для уровня шума при скоростном режиме выше 30 километров в час. Более тихие покрытия пористые с отрицательной текстурой поверхности и используют мелкие или средние заполнители; самые шумные покрытия имеют поперечно-бороздчатые поверхности, положительные текстуры поверхности и более крупные заполнители. Поверхностное трение и безопасность дорожного движения также являются важными факторами при принятии решений о покрытии.
При проектировании новых городских автомагистралей или артерий существует множество проектных решений относительно выравнивания и геометрии проезжей части. [15] Использование компьютерной модели для расчета уровней звука стало стандартной практикой с начала 1970-х годов. Таким образом, воздействие повышенного уровня звука на чувствительные рецепторы может быть сведено к минимуму. Аналогичный процесс существует для городских систем общественного транспорта и других решений по железнодорожному транспорту. Ранними примерами городских железнодорожных систем, спроектированных с использованием этой технологии, были: расширение линии MBTA в Бостоне (1970-е годы), расширение системы BART в Сан-Франциско (1981 год), система METRORail в Хьюстоне (1982 год) и система легкорельсового транспорта MAX в Портленде, штат Орегон (1983 год).
Шумовые барьеры могут применяться к существующим или планируемым проектам наземного транспорта. Они являются одним из наиболее эффективных действий, предпринимаемых при модернизации существующих дорог, и обычно могут снизить уровень шума от соседнего землепользования до десяти децибел. Для проектирования барьера требуется компьютерная модель, поскольку рельеф местности, микрометеорология и другие местные факторы делают эту задачу очень сложной. Например, дорога в выемке или сильные преобладающие ветры могут создать обстановку, в которой распространение атмосферного звука неблагоприятно для любого шумового барьера.
_-_Aviation_noise.jpg/1280px-Airbus_A321_(British_AW)_-_Aviation_noise.jpg)
Как и в случае с дорожным шумом, незначительный прогресс был достигнут в подавлении авиационного шума у источника, за исключением устранения громких конструкций двигателей 1960-х годов и более ранних. Из-за своей скорости и громкости, шум выхлопа реактивного турбинного двигателя не поддается снижению любыми простыми способами.
Наиболее перспективными формами снижения шума от самолетов являются планирование территории, ограничения полетов и звукоизоляция жилых помещений . Ограничения полетов могут принимать форму предпочтительного использования взлетно-посадочной полосы, траектории и наклона полета при вылете, а также ограничений по времени суток. Иногда эти тактики вызывают споры, поскольку они могут повлиять на безопасность самолетов, удобство полетов и экономику авиакомпаний.
В 1979 году Конгресс США уполномочил [16] FAA разработать технологию и программы для попытки утепления домов вблизи аэропортов. Хотя это, очевидно, не помогает внешней среде, программа оказалась эффективной для жилых и школьных интерьеров. Некоторые из аэропортов, в которых эта технология была применена на раннем этапе, были Международный аэропорт Сан-Франциско , [17] Международный аэропорт Сиэтл-Такома , Международный аэропорт Джона Уэйна и Международный аэропорт Сан-Хосе [18] в Калифорнии.
Базовая технология представляет собой компьютерную модель, которая имитирует распространение авиационного шума и его проникновение в здания. Изменения в типах самолетов, схемах полета и местной метеорологии могут быть проанализированы вместе с преимуществами альтернативных стратегий модернизации зданий , таких как модернизация крыши, улучшение остекления окон, экранирование камина , заделка строительных швов и другие меры. Компьютерная модель позволяет проводить оценку экономической эффективности множества альтернативных стратегий.
В Канаде Министерство транспорта Канады готовит прогнозы воздействия шума (NEF) для каждого аэропорта, используя компьютерную модель, похожую на ту, что используется в США. Застройка жилых территорий не рекомендуется в зонах с высоким уровнем воздействия, определенных прогнозом. [19]
.jpg/1280px-%E7%B4%99%E9%A3%9B%E8%A1%8C%E6%A9%9F_(4720476854).jpg)
Методы контроля шума в архитектурной акустике включают снижение реверберации звука внутри помещения, снижение передачи шума между помещениями и усиление внешнего слоя здания.
В случае строительства новых (или реконструированных) квартир , кондоминиумов , больниц и отелей во многих штатах и городах действуют строгие строительные нормы с требованиями акустического анализа для защиты жильцов зданий. Что касается внешнего шума, нормы обычно требуют измерения внешней акустической среды для определения стандарта производительности, необходимого для дизайна внешней оболочки здания. Архитектор может работать с ученым-акустиком, чтобы прийти к наиболее экономически эффективным средствам создания тихого интерьера (обычно 45 дБА ). Наиболее важными элементами дизайна оболочки здания обычно являются: остекление (толщина стекла, конструкция двойного остекления и т. д.), перфорированный металл (используемый внутри или снаружи), [20] материал кровли, стандарты уплотнения, дымоходные перегородки, дизайн внешней двери, почтовые щели, вентиляционные отверстия на чердаке и монтаж сквозных кондиционеров.
Что касается звука, создаваемого внутри здания, существует два основных типа передачи. Во-первых, воздушный звук распространяется через стены или конструкции пола и потолка и может исходить либо от человеческой деятельности в соседних жилых помещениях, либо от механического шума внутри систем здания. Человеческая деятельность может включать голос, шум от усиленных звуковых систем или шум животных. Механические системы - это лифтовые системы, котлы , системы охлаждения или кондиционирования воздуха , генераторы и мусороуплотнители. Аэродинамические источники включают вентиляторы, пневматику и горение. Контроль шума для аэродинамических источников включает бесшумные воздушные сопла, пневматические глушители и технологию бесшумных вентиляторов . Поскольку многие механические звуки по своей природе громкие, основным элементом дизайна является требование, чтобы конструкция стены или потолка соответствовала определенным стандартам производительности [21] (обычно класс звукопередачи 50), что позволяет значительно ослабить уровень звука, достигающий жильцов.
Второй тип внутреннего звука называется классом ударной изоляции (IIC). Этот эффект возникает не из-за воздушной передачи , а из-за передачи звука через само здание. Наиболее распространенное восприятие шума IIC — это шаги людей в жилых помещениях наверху. Низкочастотный шум легко передается через землю и здания. Этот тип шума сложнее подавить, но необходимо рассмотреть возможность изоляции напольного покрытия выше или подвешивания нижнего потолка на упругом канале.
Оба эффекта передачи, отмеченные выше, могут исходить либо от жильцов здания, либо от механических систем здания , таких как лифты, водопроводные системы или системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. В некоторых случаях необходимо просто указать наилучшую доступную технологию шумоподавления при выборе такого строительного оборудования. В других случаях может быть целесообразно использовать амортизирующее крепление систем для контроля вибрации. В случае водопроводных систем разработаны специальные протоколы, особенно для линий водоснабжения, для создания изолирующего зажима труб в стенах здания. В случае систем центрального кондиционирования важно заглушить любые воздуховоды, которые могут передавать звук между различными зонами здания.
Проектирование специальных помещений имеет более экзотические проблемы, поскольку эти помещения могут иметь требования к необычным функциям, таким как концертное исполнение, запись в студии звукозаписи , лекционные залы. В этих случаях реверберация и отражение должны быть проанализированы, чтобы не только сделать помещения тише, но и предотвратить возникновение эхо-эффектов. В этих ситуациях могут быть указаны специальные звукоизолирующие экраны и звукопоглощающие облицовочные материалы для подавления нежелательных эффектов.
Акустические панели для стен и потолка являются распространенным коммерческим и жилым решением для контроля шума в уже построенных зданиях. Акустические панели могут быть изготовлены из различных материалов, хотя коммерческие акустические приложения часто состоят из акустических субстратов на основе стекловолокна или минеральной ваты. Например, минеральная волокнистая плита является широко используемым акустическим субстратом, а коммерческая теплоизоляция, например, та, что используется для изоляции котловых резервуаров, часто повторно используется для акустического контроля шума на основе их эффективности в минимизации реверберации. Идеальными акустическими панелями являются те, у которых нет лицевого или отделочного материала, который мог бы повлиять на работу акустического заполнения, но эстетические и безопасные проблемы обычно приводят к тканевым покрытиям или другим отделочным материалам для минимизации импеданса. Отделка панелей иногда изготавливается из пористой конфигурации дерева или металла.
Эффективность акустической обработки после строительства ограничена объемом пространства, которое можно выделить для акустической обработки, и поэтому акустические стеновые панели на месте часто изготавливаются так, чтобы соответствовать форме уже существующего пространства. Это делается путем «обрамления» периметральной дорожки в форму, заполнения акустической подложки, а затем растягивания и заправки ткани в периметральную каркасную систему. Стеновые панели на месте могут быть изготовлены для работы вокруг дверных коробок, плинтусов или любого другого вторжения. Большие панели (обычно более 50 футов) можно создавать на стенах и потолках с помощью этого метода.
Двойные стеклопакеты и более толстые окна также могут предотвратить передачу звука снаружи.
Промышленный шум традиционно ассоциируется с производственными помещениями, где промышленное оборудование производит интенсивный уровень звука, [22] часто свыше 85 децибел. Хотя это обстоятельство является наиболее драматичным, существует множество других рабочих сред, где уровень звука может находиться в диапазоне от 70 до 75 децибел, полностью состоящих из офисного оборудования, музыки, систем оповещения и даже внешнего шумового вторжения. Любой тип среды может привести к шумовым последствиям для здоровья, если интенсивность звука и время воздействия слишком велики.
В случае промышленного оборудования наиболее распространенные методы защиты рабочих от шума состоят из установки оборудования с амортизацией, создания акрилового стекла или других твердых барьеров и предоставления средств защиты органов слуха . В некоторых случаях само оборудование может быть перепроектировано для работы в режиме, менее склонном к созданию скрежета, шлифования, трения или других движений, вызывающих выбросы звука. В последние годы появились программы и инициативы Buy Quiet в попытке борьбы с воздействием профессионального шума. Эти программы поощряют покупку более тихих инструментов и оборудования и побуждают производителей разрабатывать более тихое оборудование. [23]
В случае более традиционных офисных помещений могут применяться методы архитектурной акустики, обсуждавшиеся выше. Другие решения могут включать исследование самых тихих моделей офисного оборудования, в частности принтеров и копировальных машин. Ударные принтеры и другое оборудование часто оснащались «акустическими колпаками», кожухами для снижения излучаемого шума. Одним из источников раздражающего, если не громкого, уровня шума являются осветительные приборы (особенно старые люминесцентные лампы). Эти приборы можно модернизировать или проанализировать, чтобы увидеть, присутствует ли избыточное освещение , распространенная проблема офисной среды. Если происходит избыточное освещение, можно применить отключение ламп или сокращение использования светового банка. Фотографы могут сделать шумные фотокамеры на съемочной площадке тише, используя звуковые дирижабли .
Снижение стоимости технологий позволило использовать технологию контроля шума не только в концертных залах и студиях звукозаписи, но и в малых предприятиях, чувствительных к шуму, таких как рестораны. [24] Акустически поглощающие материалы, такие как стекловолоконная облицовка воздуховодов, панели из древесного волокна и переработанные джинсы, служат в качестве холстов для произведений искусства в средах, где эстетика имеет важное значение. [24]
Используя комбинацию звукопоглощающих материалов, массивов микрофонов и динамиков, а также цифрового процессора, оператор ресторана может использовать планшетный компьютер для выборочного управления уровнем шума в разных местах ресторана: массивы микрофонов улавливают звук и отправляют его на цифровой процессор, который управляет динамиками для вывода звуковых сигналов по команде. [24]
Акустическая обработка жилых помещений после строительства на протяжении всего 20-го века была обычной практикой только для любителей музыки. Однако развитие технологий домашней звукозаписи и точности привело к резкому увеличению распространения и популярности акустической обработки жилых помещений в погоне за точностью и точностью домашней записи. В результате этого спроса возник большой вторичный рынок самодельных и домашних акустических панелей, басовых ловушек и подобных конструкционных изделий, при этом многие небольшие компании и частные лица обертывали промышленные и коммерческие утеплители в ткань для использования в домашних студиях звукозаписи, театральных комнатах и помещениях для музыкальных занятий.
Сообщества могут использовать кодексы зонирования, чтобы изолировать шумную городскую деятельность от зон, которые должны быть защищены от таких нездоровых воздействий, и установить стандарты шума в зонах, которые могут не способствовать таким стратегиям изоляции. Поскольку малообеспеченные районы часто подвергаются большему риску шумового загрязнения, установление таких кодексов зонирования часто является вопросом экологической справедливости. [25] Районы смешанного использования представляют собой особенно сложные конфликты, которые требуют особого внимания к необходимости защиты людей от вредного воздействия шумового загрязнения. Шум, как правило, является одним из соображений в заявлении о воздействии на окружающую среду , если это применимо (например, строительство транспортной системы).
Общий: