Контроль шумового загрязнения в городах с помощью звуковых барьеров

В современных городских условиях шумовое загрязнение становится все более серьезной проблемой для здоровья населения.Промышленная деятельность постоянно разрушает жилые районы.. Решать проблемы этих источников шума и защищать чувствительные зоны стало критической задачей для городских планировщиков и специалистов по охране окружающей среды.звуковые барьеры приобрели известность как эффективная и широко применяемая мера контроля шума.

Звуковые барьеры, также известные как шумовые стены, акустические экраны или звуковые барьеры, - это наружные конструкции, предназначенные для защиты конкретных областей от шумового загрязнения.По сравнению с альтернативными подходами, такими как ограничение деятельности, порождающей шум, или внедрение технологий контроля источника шума, эти барьеры демонстрируют превосходную эффективность в смягчении шума транспорта и промышленности.Другие стратегии смягчения последствий включают продвижение гибридных и электрических транспортных средств, улучшение аэродинамики транспортного средства, оптимизация конструкции шин и использование малошумных материалов для дорожного покрытия.

Широкое применение звуковых барьеров началось в начале 1970-х годов после принятия законодательства о регулировании шума в Соединенных Штатах.Первые попытки построить эти барьеры датируются серединой 20-го века в АмерикеПервая документированная установка произошла вдоль калифорнийской автомагистрали I-680 в Мильпитасе в 1968 году.достижения в акустическом анализе позволили математическое моделирование эффективности барьера в конкретных дорожных условияхВ 1990-х европейские страны, такие как Дания, стали пионерами в разработке прозрачных барьеров для улучшения визуальной эстетики.

Ранние компьютерные модели включали множество переменных, включая геометрию дороги, рельеф местности, объем движения, скорость транспортных средств, процент грузовиков, типы тротуаров,и микроклиматических условий для оптимизации конструкции барьеровРазличные американские исследовательские группы разработали специализированные технологии моделирования, включая Калифорнийский департамент транспорта (Caltrans), ESL Inc (Sunnyvale, CA), Bolt,Беранек и Ньюман (Кембридж)В первом опубликованном научном тематическом исследовании рассматривался шоссе Foothill Expressway в Лос-Альтосе, штат Калифорния.После этого были проведены многочисленные государственные анализы существующих и запланированных шоссе по всей стране..

Закон о национальной экологической политике 1970 года предписывал количественный анализ шума для федерально финансируемых дорожных проектов, что значительно улучшило моделирование барьеров.Последующее законодательство 1972 года о борьбе с шумом еще больше увеличило спрос на дизайнК концу 1970-х годов более десятка исследовательских групп ежегодно оценивали более 200 барьеров с использованием аналогичных вычислительных методов.с современными моделями, сохраняющими фундаментальные сходства со своими предшественниками 1970-х годов.

Большинство барьеров включают стратегически расположенные пробелы для доступа пожарных к гидрантам, обычно обозначенные индикаторами пересечения и пиктограммами гидрантов.Некоторые конструкции имеют подземные каналы для прохода шлангаАкустически барьеры рассматривают дорожные пути как линейные источники звука, преимущественно блокируя прямые пути шума, учитывая эффекты дифракции.сделать визуальные препятствия решающими для эффективностиВ то же время, в условиях атмосферы, таких как сдвиг ветра и тепловые слои, звуковое распространение также влияет на рефракцию.аэродинамические) и специфические для транспортного средства факторы.

Если использовать логарифмические шкалы измерения звука, то уменьшение звука на 9 децибелей равняется примерно 86% устранению звуковой энергии.

Материалы для строительства варьируются от каменного строительства и земляного строительства до стали, бетона, дерева, пластика, звукопоглощающей пены и композитных материалов.Поглощающие материалы принципиально отличаются от твердых поверхностей по возможностям снижения шумаИнновационные конструкции включают активные элементы, такие как солнечные батареи для двойного использования для снижения шума и производства электроэнергии.В то время как жесткие материалы, такие как бетон, преимущественно отражают шум..

Хотя барьеры эффективны, они не универсально подходят из-за ограничений местности, затрат или эстетических проблем.Альтернативные решения включают полные ограждения дорог или строительство туннелей с вырезами и покрытием..

• Ограниченная видимость для водителей и пассажиров железных дорог (прозрачные элементы требуют частого обслуживания)
• Негативное эстетическое воздействие на ландшафты и городские пейзажи
• Уязвимость к граффити, несанкционированной рекламе и вандализму
• Создание скрытых пространств, потенциально уменьшающих социальный надзор (особенно на транзитных станциях)
• Риск столкновения птиц с большими прозрачными барьерами

Исследования показывают, что придорожные барьеры могут уменьшить загрязнение окружающего воздуха на 50% на расстоянии от 15 до 50 метров вниз по ветру.повышение вертикальной дисперсии при одновременном замедлении и перенаправлении горизонтального воздушного потокаЭто создает турбулентные зоны сдвига и пустоты рециркуляции, которые улучшают смешивание атмосферы за барьерами.

По мере усиления урбанизации шумовые барьеры будут играть все более важную роль.

• Умная функциональность:Адаптивные материалы и датчики для реагирования на шум в реальном времени
• Многоцелевая интеграция:Сочетание контроля шума с солнечной энергией, вертикальной зеленью и т.д.
• Экологическая устойчивость:Возобновляемые материалы и экологически чистые конструкции
• Улучшенная эстетика:Улучшение визуальной гармонии с окружающей средой

Благодаря постоянным инновациям и практическому применению звуковые барьеры будут в значительной степени способствовать созданию более тихих и здоровых городских жилых помещений.