Управление Ростехнадзора по Калужской области

Расчет зон шумового дискомфорта для предприятий

Оптимизируя – экономить

Оценка акустического воздействия крупных промышленных предприятий на окружающую среду – задача сложная. Существующие методические подходы при оценке сложных технологических процессов, больших площадях производственных территорий не позволяют получить адекватные результаты, что зачастую приводит к разработке неоправданных мероприятий и, как следствие, – неэффективному использованию материальных средств предприятия.

Документы

Основными нормативными документами, в соответствии с которыми проводится расчет зон шумового дискомфорта, являются строительные нормы СНиП II-12-77, СНиП 23-03-2003, справочник проектировщика «Защита от шума» под редакцией Е.Я. Юдина. Методика расчета, изложенная в указанных документах, отражает реальную картину распространения звука, она общепризнанна и оправдывает себя при расчете зоны шумового дискомфорта большинства объектов.

В то же время для промышленных объектов, характеризующихся большой площадью, значительным количеством технологического оборудования и сложным рельефом, выполнение акустического расчета с учетом всех возможных аспектов, влияющих на точность получаемых данных, затруднено, если руководствоваться вышеуказанными документами.

Как показал анализ полученных на практике результатов, расчетные значения часто завышены по отношению к реально наблюдаемым уровням звука на исследуемых территориях, что приводит к затратам средств на реализацию неоправданных мероприятий (вместо внедрения, например, более энергоэффективных и экологичных технологий).

Недостатки расчетных методов

Для получения достоверных результатов для крупных промышленных объектов целесообразно разработать особый порядок определения зоны шумового дискомфорта на основании утвержденных методик. В производстве количество источников шумового воздействия может достигать нескольких тысяч, однако значимых, как раз и определяющих уровень акустического воздействия, намного меньше. Но, согласно принятому в настоящее время порядку, требуется проведение полной инвентаризации источников шума, что крайне трудоемко (следовательно, затратно) и, как правило, растянуто во времени, вследствие чего не успевает за изменениями, постоянно происходящими на производстве, и к тому же к моменту завершения уже не отражает истинной картины.

Расчетные методы не позволяют полностью учесть все аспекты взаимного влияния источников шума. При реальных условиях уровни звука источников, находящихся в звуковых полях, будут складываться либо, наоборот, – затухать при сложении противофаз, источники могут экранировать друг друга. Экранируемый источник дает вклад только в поле отраженного звука и практически не влияет на суммарное поле прямого звука в точке наблюдения. Кроме того, при суммировании двух или более источников тот, чей уровень на 20 дБА меньше, чем у другого, уже не дает прибавки к среднему уровню звука. Даже если произвести расчет с учетом всех источников, это не изменит общей картины. Практически невозможно учесть также все особенности рельефа территории предприятия, различные виды покрытий – площади травяного покрова, участки с кустарниковой растительностью, древесные посадки, что делает невозможным получить достоверные значения затухания звука за счет поглощения покровом территории. Кроме того, учет экранирования и отражения звуковых волн многочисленными постройками и открыто установленным оборудованием требует построения модели распространения звука, которая, в свою очередь, может иметь ряд приближений, не всегда объективно отражающих реальную картину. Математические вычисления могут представлять собой очень сложную расчетную схему, что неизменно приводит к значительной погрешности получаемых значений.

Утвержденные методики проведения измерений уровней звука в некоторых

ситуациях практически неприменимы. Общеизвестная формула

Lрт = Lвых – 20*lg(r) + 10*lg(Ф) – 0.001*βа*r –10*lg( Ω ), где:

Lрт – уровень звукового давления в расчетной точке, дБ;

Lвых – уровень звуковой мощности источника, дБ;

r – расстояние от источника шума до расчетной точки, м;

Ф – фактор направленности источника шума, Ф = 1;

βа – коэффициент, учитывающий затухание звука в атмосфере, дБ/км;

Ω – пространственный угол излучения звука:

Ω =2π – для ИШ, расположенных на поверхности территории или ограждающих конструкциях зданий;

Ω =4π – для ИШ, расположенных в пространстве, применима только для свободного поля, то есть полностью открытого пространства.

Трудности

Определение уровня звуковой мощности часто наталкивается на практические трудности, например отсутствие в технической документации каких-либо акустических характеристик оборудования. Выходом из подобной ситуации являются натурные измерения уровней звукового давления непосредственно от источников. Однако технология ряда производств, например в нефтегазовой отрасли, предполагает значительное количество открыто установленного оборудования, что, из-за взаимного влияния друг на друга этих источников шума, усложняет получение исходных данных при проведении инструментальных измерений по каждой установке отдельно. Из-за больших размеров открыто установленного оборудования невозможно произвести корректные измерения на рекомендуемом расстоянии от источника (1–2 метра). На предприятии также может присутствовать оборудование, нахождение вблизи которого запрещено правилами техники безопасности, следовательно, корректное измерение уровней звука в этой ситуации также не представляется возможным.

Кроме того, спад уровня звукового давления происходит медленнее, чем по закону квадрата расстояния, но математическая зависимость снижения

уровня звукового давления четко не определена.

Новый подход

Предприятие развивается, требуется разработка новой проектной и природоохранной документации, отвечающей его потребностям рационального использования материальных и энергетических ресурсов, и, как правило, в сжатые сроки. Учитывая, что в настоящее время у значительного количества крупных производственных комплексов отсутствует адекватная оценка акустического воздействия, что как раз обусловлено сложностью применения общепринятых методов, именно в этом аспекте необходимо предложить новые решения.

Новый подход к оценке акустического воздействия крупных предприятий предполагает укрупненные схемы расчета, максимальное использование уже полученных данных по аналогичным объектам, новый подход к проведению измерений, основанных не на точечной, а на комплексной оценке.

Оценка включает в себя несколько этапов, одним из которых является укрупненный акустический расчет. Проводится анализ существующего производства, выделяются значимые источники шума, формируются группы источников по их технологическому назначению. Также разделяются источники в зависимости от характера производимого ими шума.

После формирования отдельных групп рассматривается предприятие с аналогичным оборудованием и возможность применения для расчета полученных ранее уровней звуковой мощности на предприятии-аналоге. При наличии оборудования с уровнями звуковой мощности 80-100 дБА и более источники с УЗМ 60 дБА и менее могут быть исключены из расчета. По полученным данным производится расчет зоны шумового дискомфорта.

На втором этапе проводятся натурные измерения, направленные не на определение уровней звукового давления отдельных объектов, а на выявление наиболее шумных зон и формирование общей картины уровней звукового давления на территории.

На третьем этапе сопоставляются первые два, проводится анализ полученных значений (расчетные значения на территории жилой застройки и на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в точках пересечения по румбам по фактору шумового воздействия) и установление окончательных границ расчетной СЗЗ.

Четвертый этап включает в себя проведение натурных измерений на нормируемых территориях. При выявлении превышения допустимых норм определяются источники повышенного шумового воздействия как самого предприятия, так и других источников. При необходимости разрабатывается план мероприятий по его уменьшению.

В результате – получение более достоверных результатов, сокращение времени разработки документации, возможность избежать ненужных расходов на неоправданные природоохранные мероприятия.

Предложенный метод апробирован крупными нефтеперерабатывающими предприятиями и показал свою эффективность. Корректность полученных в результате проведенных расчетов уровней звука подтверждена контрольными измерениями.

Таким образом, оптимизация существующих методик и применение комплексного подхода к разработке проектов, более адекватно отражающих акустическую обстановку на крупных промышленных предприятиях, позволяют экономить материальные средства и время на разработку проектов, что, в свою очередь, приводит к более эффективному использованию средств на реализацию иных природоохранных мероприятий.