Спосіб шумозахисту будівлі
Винахід відноситься до способів зведення шумозахищених будівель, зокрема споруджуваних поблизу природних виїмок (складки рельєфу, яри тощо) і штучних виїмок. Завданням винаходу є підвищення ефективності захисту від шуму приміщень будівель, що споруджуються поблизу природних або штучних виїмок. Поставлена задача вирішується тим, що зовнішню стіну будівлі, звернену у бік джерела шуму, виконують з ухилом, меншим за кут нахилу прямої, що з'єднує акустичний центр джерела шуму і точку, розташовану на брівці виїмки. 2 іл.
Винахід відноситься до способів шумозахисту будівель, що зводяться поблизу природних виїмок (складки рельєфу, яри тощо) та штучних виїмок.
Шумозахист територій та приміщень будівель здійснюють у разі, коли еквівалентний рівень шуму від транспортних потоків біля фасадів будинків досягає 55 дБА, а в житлових кімнатах перевищує 40 дБА вдень та 30 дБА в нічний час (СНиП II-12-77). Для зниження рівнів шуму у приміщеннях будівель використовуються різні шумозахисні споруди.
До таких споруд відносяться екрани - стіни, будівлі, насипи, виїмки (СНиП II-12-77), які можуть бути природного чи штучного походження.
Відомий спосіб шумозахисту будівлі, коли між самим будинком та джерелом шуму (транспортною магістраллю) розташовані нежитлові будівлі торгового або комунально-побутового призначення. (Лалаєв Е.М., Проходу А.С. Захист будинків від транспортного шуму// Архітектура та будівництво Москви. - 1988, 1. - С. 16).
Даний спосіб шумозахисту будівель малоефективний, оскільки нежитлові будівлі, що використовуються як екрани, через свою малу висоту забезпечують зниження шуму лише на нижніх поверхах будівлі.
Відомий спосіб шумозахисту шляхом зведенняшумозахищених будівель-екранів великої висоти та протяжності, що мають напівзамкнену форму в плані та розташовані вздовж транспортних магістралей. (Архітектура цивільних та промислових будівель: Цивільні будівлі: Навчальний заклад для вузів / А.В. Захаров, Т.Г. Маклакова, А. С. Ілляшев та ін., За заг. ред. А.В. Захарова. - М.М. : Будвидав, 1993. - С. 138).
Такий спосіб шумозахисту переслідує дві мети - захист квартир і захист внутрішнього простору забудови, де в акустичній тіні будівлі-екрана мають в своєму розпорядженні дитячі заклади, майданчики відпочинку та ін. Шумозахист приміщень самих будівель-екранів здійснюється об'ємно-планувальними заходами. Ці заходи спрямовані на те, щоб усі приміщення квартир або хоча б їх спальні були звернені вікнами в бік, протилежну джерелу шуму (транспортна магістраль).
Цей спосіб захисту від транспортного шуму також неефективний, оскільки забезпечує лише частковий захист внутрішніх приміщень від шуму. Навіть якщо всі кімнати в квартирі орієнтувати в бік, протилежну джерелу шуму, інші приміщення все одно залишаться схильними до впливу шуму, а квартира може вважатися шумозахищеною, коли всі її приміщення (а не тільки окремі кімнати) будуть захищені від шуму.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається позитивного ефекту до заявляється способу шумозахисту будівлі є спосіб шумозахисту будівлі шляхом використання екрануючих властивостей виїмки (природного або штучного), по дну якої проходить транспортна магістраль (Архітектура цивільних і промислових будівель: Цивільні будівлі: Навч. А. В. Захаров, Т. Г. Маклакова, А. С. Ілляшев та ін., Під загальним редактором А. В. Захарова - М.: Стройиздат, 1993. - С. 120 -121).
Даний спосіб захисту від шуму недостатньо ефективний, такяк забезпечує лише частковий захист від шуму в тому випадку, коли висота (поверхівка) будівлі перевищує розмір звукової тіні, створюваної екраном-виїмкою. При цьому в звуковій тіні будуть тільки нижні поверхи, а більша частина будівлі поза звуковою тінью буде піддана впливу транспортного шуму. Таким чином, використовуючи даний спосіб шумозахисту, доводиться спеціально підбирати висоту (поверховість) будівлі або її місцезнаходження для того, щоб будинок повністю знаходився в акустичній тіні екрана-виїмки. Однак обмеження щодо поверховості будівель або їх зведення на значній відстані від виїмки сильно знижує ефективність використання міських земель.
Метою винаходу є підвищення ефективності захисту від шуму приміщень будівель, що споруджуються поблизу природних або штучних виїмок, а також підвищення ефективності використання міських земель.
Поставлена мета досягається тим, що в способі шумозахисту будівлі з використанням екрануючих властивостей виїмки зовнішню стіну будівлі, звернену в бік джерела шуму, виконують з ухилом, меншим кута нахилу прямої, що з'єднує акустичний центр джерела шуму і точку, розташовану на виїмки.
При виконанні цієї умови будівля найбільш ефективно з точки зору використання земель уздовж виїмки розташовується в її звуковій тіні і при цьому забезпечується необхідний шумозахист приміщень будівлі, т.к. його зовнішні огороджувальні конструкції не піддаються впливу прямих звукових хвиль джерела шуму.
При проведенні пошуку патентної та науково-технічної літератури не виявлені способи шумозахисту будівель, де зовнішня стіна будівлі, звернена в бік джерела шуму, виконувалася б з ухилом, враховуючи тим самим ефект виїмки.
Отже, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію "новизна".
Виконання зовнішньої стіни будівлі, зверненої у бік джерела шуму в заявляється способі з ухилом, меншим кута поширення хвильового фронту звукових хвиль, причому хвильовий фронт звукових хвиль не перетинає конструкцій будівлі, не випливає явно з існуючого рівня техніки, отже, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію "винахідницький рівень".
На фіг. 1 схематично зображено будинок, захищений від шуму транспортного потоку пропонованим способом.
На фіг. 2 представлена розрахункова схема визначення зниження рівня звуку екраном-виїмкою.
Джерело шуму (ІШ) - транспортні потоки, що проходять дном виїмки. Акустичний центр транспортних потоків розташовується по осі, далекої від розрахункової точки (РТ) смуги (колії) руху транспортних засобів на висоті 1 м від поверхні магістралі (Керівництво з розрахунку та проектування засобів захисту забудови від транспортного шуму/НДІ будує. Фізики Держбуду СРСР. - М.: Будвидав, 1982. - С. 13.). Виїмка характеризується глибиною (Н) і ухилом стінок (гострий кут нахилу стінки до основи).
На фіг. 1 заштрихована область, позначена ЗТ - область звукової тіні виїмки. Відрізок a, що з'єднує акустичний центр джерела шуму і точку на верхній кромці виїмки - шлях звукового променя (шлях поширення хвильового фронту прямих звукових хвиль від ІШ). Пряма 1 - верхня межа звукової тіні виїмки, є продовженням шляху звукового променя a.
1 - кут, під яким поширюється хвильовий фронт прямих звукових хвиль від ІШ (кут нахилу прямої 1).
де h1 - відстань по вертикалі, м, між верхньою кромкою виїмки та акустичним центром джерела шуму; r1- відстань по горизонталі, м, між верхньою кромкою виїмки та акустичним центром джерела шуму.
Ухил i зовнішньої стіни будівлі, зверненої у бік джерела шуму, обчислюється як h2 - довжина вертикальної проекції зовнішньої стіни будівлі, м, що виконується з ухилом; r2 - довжина горизонтальної проекції зовнішньої стіни будівлі, м, яка виконується з ухилом; 2 - кут нахилу зовнішньої стіни будівлі щодо горизонтальної площини (кут нахилу прямої 2).
Для розташування будівлі в звуковій тіні екрану-виїмки з точки зору ефективності використання міських земель та забезпечення необхідного захисту приміщень будівлі від шуму використовується спеціальна форма будівлі. Для того щоб будівля, захищена від шуму пропонованим способом, повністю знаходилася в звуковій тіні екрана-виїмки, необхідно виконання вимоги tg2.