№58
Июнь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 42 - Приложение Сентябрь 2013

Архитектура


 Колмаков Антон Викторович

ст. преподаватель кафедры архитектурной экологии. 
Уральская государственная архитектурно-художественная академия,
Екатеринбург, Россия, e-mail: Kolmakov_AV@mail.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СКЛАДЧАТЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ И ЭСТЕТИЧНОСТИ АКУСТИЧЕСКИХ ЭКРАНОВ


Ключевые слова: акустические экраны, защита от шума, складчатые структуры


Проблема негативного воздействия шума на человека становится для многих специалистов очевидной. Сегодня большинство проектировщиков не знакомы с физическими законами распространения шума и мерами для эффективного устранения его влияния на селитебную территорию. Однако нельзя не учитывать их интуитивного видения по уменьшению воздействия шума при разработке композиции будущего проекта жилого образования. Отметим, что современные доступные инженерные достижения по этому вопросу не всегда имеют полноценное решение. Основа сложной достижимости изоляции шума лежит в широком спектре излучаемых частот, т. е. не все поверхности для изоляции или поглощения шума соизмеримы с размерами поверхностей, необходимых для поглощения, рассеяния или отражения звуковых волн, особенно для низких частот.

Известные и применяемые сегодня акустические экраны (АЭ), чаще имеют имидж защиты от шума и, скорее, при качественном изготовлении и монтаже защищают человека от воздействия высоких и средних частот слышимого диапазона. Для надежной изоляции защищаемой территории от низких частот слышимого диапазона и инфразвука можно использовать либо увеличенное расстояние до источника шума, либо более сложные и дорогостоящие инженерные сооружения. Кроме того, существующие в России АЭ в основном имеют однообразный и достаточно унылый вид. Отсутствие эффективности их работы добавляют ошибки при проектировании и планировании расположения АЭ, отсутствие регулярной очистки и желание заказчика сэкономить на разработке привлекательного вида АЭ. Кроме того, особенно негативно шум сказывается на самочувствии тех, находится в транспорте в момент движения. Большинство АЭ проектируются таким образом, чтобы как можно более эффективно защищать жилую территорию: они имеют наклонные поверхности, расположенные под острым углом по отношению к дороге. В этом случае не полностью поглощенный акустическими панелями шум многократно отражается и концентрируется в зоне траекторий движения транспорта что негативно сказывается на самочувствии и бдительности водителей, работающих в течение смены в таких условиях.

В качестве нового вида АЭ предлагается использовать складчатые структуры для устранения однообразного вида АЭ, раскрытия бокового пространства и возможности наиболее полно использовать эффект отражения и дифракционного рассеяния звуковых волн.

В данном концепте предлагается расположить элементы по типу жалюзи, чтобы основной плоскостью АЭ могли максимально отражать, рассеивать или поглощать создаваемый шум, а угол раскрытия плоскостей АЭ по отношению к потенциальному наблюдателю при чередовании торцов АЭ и открытого пространства мог формировать целостную картину просматриваемого пейзажа. Панели АЭ расположены с перекрытием 5:1 на расстоянии, удовлетворяющем нормам для нераспространения звуковых волн с частотами, которые не претерпевают снижения интенсивности при прохождении по воздуху на относительно короткие расстояния, т.е. звуковые волны с частотами до 2000Гц или расстояние 17 см.

Для большей эффективности элементы АЭ следует установить наклонно с тупым углом к плоскости дороги, чтобы создаваемый автомобилями шум отражался в небо. Угол наклона зависит от расстояния, на котором расположена линия предполагаемого размещения АЭ и ближайшая точка основной траектории источника шума.

В качестве используемого материала при нынешних доступных технологиях лучше всего подойдет оцинкованная сталь толщиной 0.7 мм. Она удобна в обработке, ей проще придать складчатую структуру поверхности, удовлетворяющую условиям максимально эффективного дифракционного рассеяния как можно большего спектра звуковых волн.

При выборе членений необходимо учитывать, что хорошо рассеиваются звуковые волны, длина которых близка к размерам членения поверхности. Наиболее пригодны для этой цели элементы с криволинейными и выпуклыми членениями. При использовании периодически расположенных элементов рассеивание звуковых волн зависит не только от их формы и размеров, но и от шага. В зависимости от выбранного рисунка складчатой структуры неодинаковое сжатие противоположных сторон АЭ может придать изначально прямоугольному листу форму трапеции или сегмента усеченной пирамиды с постепенным усилением рельефа складок. К тому же смещение элементов АЭ и расположение их более рельефной части на переднем плане увеличивает размеры образуемых препятствий для успешной дифракции более низких частот.

Согласно перечисленным условиям, студенткой 3-го курса УралГАХА факультета дизайна Екатериной Гордеевой, были разработаны несколько вариантов складчатых структур, один из которых был использован для визуализации внешнего вида (рис.). Стоит оговориться, что при разработке рисунка складчатых структур возможно случайное повторение уже существующих или ранее запатентованных узоров, в этом случае вопрос применения определенного вида структуры решается с правообладателем.

Шумозащитную эффективность применения данного концепта, его экономическую целесообразность и согласование с нормами безопасности необходимо проверить экспериментально. Однако уже сейчас ясно, что он может быть легко внедрен (при положительном исходе опытов), так как содержит возможность стандартизации и потенциал эстетического разнообразия. Это позволит решить проблемы, связанные с устранением вредного влияния шума и однообразия замкнутого пространства.

Рис. Вид устройства АЭ с использованием складчатых структур. Студ. 3 курса Е. Гордеева


Библиография

  1. Поспелов, П.И. Опыт применения акустических экранов на МКАД и перспективы их применения на автомобильных дорогах // Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. конф. – СПб., 21 – 22 марта 2006 г.
  2. Попова, М.В., Федоренко, С.Н., Давыдов, В.В. К учету физико-механических характеристик акустических экранов // Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. конф. – СПб., 22 – 24 марта 2011 г.
  3. Тюрина, Н.В. Применение акустических экранов для снижения шума в жилой застройке // Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. конф. – СПб., 21 – 22 марта 2006 г.
  4. Грибов, С.А. Особенности проектирования и производства шумозащитных экранов // Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. конф. – СПб., 22 – 24 марта 2011 г.
  5. Дымченко, В.В., Тишков, В.А. Экспериментальные исследования звукоизоляции ореберных ограждений // Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. в конф. – СПб., 22 – 24 марта 2011 г.
  6. Защита от шума в градостроительстве // Справочник проектировщика, Г.Л. Осипов, В.Е. Коробков, А.А. Климухин и др.; под ред. Г.Л. Осипова. – М. Стройиздат, 1993.
  7. Шубин, И.Л. Расчет шума, проникающего за экран // Защита населения от повышенного шумового воздействия: сб. докл. конф. – СПб., 22 – 24 марта 2011 г.
  8. Колмаков, А.В. Варианты устранения однообразия, создаваемого акустическими экранами // Защита от повышенного шума и вибрации: сб. докл. конф. – СПб., 26–28 марта 2013 г.


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-50147 от 06.06.2012 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017