ЗАЩИТА ДОШКОЛЬНЫХ И ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ В ЖИЛЫХ РАЙОНАХ ОТ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА

ЗАЩИТА ДОШКОЛЬНЫХ И ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ В ЖИЛЫХ РАЙОНАХ ОТ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА

Научная статья

Балакин В.В.¹, Смоленцева А.А.², Зима Е.А.^3, *, Гаврилова Н.С.⁴, Желтоногова А.А.⁵, Мартынова Е.В.⁶

¹ ORCID: 0000-0002-7303-1372;

^{1, 2, 3, 4, 5, 6} Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия

* Корреспондирующий автор (elizavetka.zima[at]mail.ru)

Аннотация

Рассмотрены приемы планировки и застройки микрорайонов (кварталов), препятствующие распространению транспортного шума и выбросов автомобильного транспорта на территорию дошкольных образовательных и общеобразовательных организаций. Наиболее эффективными являются замкнутые группы жилых домов с минимальными разрывами, заполненными вставками в виде балконов и лоджий, объектами торговли или культурно-бытового назначения, коммунальными предприятиями. Формулируется комплекс архитектурно-планировочных и строительно-акустических мероприятий по обеспечению нормативных уровней шума и концентраций отработавших газов автомобилей на участках образовательных организаций, размещаемых в жилых кварталах и микрорайонах.

Ключевые слова: транспортный шум, выбросы автомобилей, детские дошкольные и общеобразовательные организации, фронтальная застройка, акустические экраны, полосы озеленения.

PROTECTION OF SCHOOLS AND PRESCHOOL ESTABLISHMENTS LOCATED IN CIVILIAN AREAS FROM NEGATIVE IMPACT OF URBAN TRANSPORT

Research article

Balakin V.V.¹, Smolentseva A.A.², Zima E.A.^3, *, Gavrilova N.S.⁴, Zheltonogova A.A.⁵, Martynova E.V.⁶

¹ ORCID: 0000-0002-7303-1372;

^{1, 2, 3, 4, 5, 6} Volgograd State Technical University, Volgograd, Russia

* Corresponding author (elizavetka.zima[at]mail.ru)

Abstract

The paper analyses the development of site plans that prevent the noise and environmental pollution produced by urban transport from getting to the territory of schools and preschool establishments. The most effective in achieving this goal are the group home buildings with minimal breaks which are filled with balconies and sun porches, retail outlets, and social infrastructure and amenities, utility facilities. The article suggests planning and construction arrangements in order to sustain the appropriate level of noise and environmental pollution in the preschool establishments and schools located in civil areas.

Key words: traffic noise, transport emissions, school and preschool establishments, frontal construction, noise barriers, landscaping area.

Введение

В настоящее время застройка жилых зон в городских поселениях осуществляется в основном путем организации микрорайонов (кварталов) с группами жилых домов различной этажности и протяженности. Причем размеры и конфигурация в плане таких групп устанавливаются с учетом максимально допустимых радиусов обслуживания населения дошкольными образовательными организациями (ДОО) 0,3 км [1]. При этом ситуационное расположение общеобразовательных организаций (далее школ) в жилых районах городских поселений, расположенных в климатических районах (подрайонах) IА, IБ, II и III, регулируется радиусом обслуживания (пешеходной доступности) в пределах 0,3–0,5 км в зависимости от категории обучающихся (уровня общего образования). Минимальное расстояние от стен зданий ДОО и школ до красных линий установлено равным 25 м.

При отсутствии препятствий на пути распространения звука на таком расстоянии уровень транспортного шума составляет 55–65 дБА с превышением нормативного уровня на 10–20 дБА, а концентрации токсичных веществ, содержащихся в отработавших газах (ОГ) автомобилей, при неблагоприятных метеорологических условиях – штилевых значениях скорости ветра, инверсиях температуры превышают гигиенические нормативы. Здесь следует также учесть тот факт, что в районах старой, исторически сложившейся застройки в большинстве случаев участки ДОО находятся всего в 10–20 м от красных линий. В таких условиях размещается не менее 30% ДОО и 50% школ, при этом уровни шума превышают нормативные значения на 17–23 дБА [2].

Поэтому указанные территориальные разрывы оказывается явно недостаточными, с точки зрения обеспечения чистоты атмосферы и шумозащиты. Удаление же объектов ДОО от магистралей на расстояние порядка 250–300 м связано с превышением нормативных радиусов обслуживания для зданий, расположенных по углам жилых групп. Это также не обеспечит достижения требуемого снижения шума на площадках для игр детей (45 дБА [3]). В таких условиях возникает необходимость поиска путей и средств снижения уровня транспортного шума и концентраций выбросов автомобильного транспорта на территории детских дошкольных и общеобразовательных организаций.

Основной текст

При застройке кварталов и микрорайонов нормативные уровни звука и концентрации компонентов ОГ автомобилей на участках ДОО и школ могут быть обеспечены приемами планировки окружающей их застройки, ограничивающими проникание звука и поллютантов в дворовое пространство. Наиболее комфортные условия для функционирования этих объектов и проживания населения в микрорайонах (кварталах) создаются в условиях фронтальной застройки магистралей зданиями высотой более трех этажей с минимальным числом и величиной разрывов между ними, заполненных балконами и лоджиями. Например, в замкнутых группах с 9-этажной застройкой с минимальными разрывами между зданиями площадь зоны с комфортным состоянием акустической среды оказывается достаточной для размещения ДОО и школ, с учетом доли площади, которую они занимают в общем балансе территории микрорайона [2].

При использовании приемов торцевой строчной застройки или застройки под углом звуковые волны после многократного отражения в условиях коридора беспрепятственно проникают вглубь территории. В этом случае для защиты от шума между торцами зданий устраивают «вставки» в виде экранов из фронтальной застройки нежилого назначения. Участки территории между внешними по отношению к дворовым пространствам фасадами могут трактоваться как зоны сплошного озеленения с элементами групповых посадок и развитием во внутриквартальные территории в направлении участков ДОО, школ и зон отдыха. При необходимости стимулирования аэрационного режима такая схема размещения насаждений может иметь расчлененную структуру [4].

При расположении вблизи магистралей высоких категорий зданий башенного типа с повышенной этажностью в дворовых пространствах может возникнуть неблагоприятная экологическая ситуация. По оценкам отдельных проектных решений планировки и застройки микрорайонов Москвы с точечной строчной застройкой повышенной этажности более половины населения, а также участки ДОО и школ оказывается в зоне акустического дискомфорта [2]. При таком композиционном решении застройки возникает необходимость разработки специальных мероприятий по защите дошкольных и общеобразовательных организаций от негативного воздействия транспорта. К ним относятся:

а) зонирование примагистральных территорий;

б) изоляция объектов защиты зданиями нежилого назначения;

в) применение многосекционных шумозащищенных зданий;

г) экранирование транспортного шума акустическими экранами;

д) формирование зеленых насаждений средозащитного назначения.

При зонировании примагистральных территорий вблизи магистралей располагаются здания пониженной этажности (1–2этажа), предназначенные для временного пребывания людей, где допускается относительно высокий уровень шума – объекты культурно-бытового назначения, административно-хозяйственные учреждения, коммунальные предприятия. Во втором эшелоне в порядке возрастания этажности размещаются жилые здания. Более удаленная и тихая зона отводится для детских образовательных организаций, лечебных учреждений, организации отдыха. По отдельным оценкам шумозащитная эффективность такого рода решений составляет 8–16 дБА [2].

Одним из эффективных приемов шумозащиты является звукоизоляция участков ДОО и школ зданиями нежилого назначения, когда вдоль линии застройки размещаются объекты торговли и культурно-бытового обслуживания – магазины, супермаркеты, кафе, рестораны, а также гаражи, автомобильные стоянки и т.п.

При застройке участков территории, прилегающей к дорогам с высокими шумовыми характеристиками, необходимо применять многосекционные шумозащищенные жилые здания с архитектурно-планировочным решением, обеспечивающим расположение со стороны источника шума подсобных помещений квартир и внеквартирных коммуникаций, а также не более одной комнаты общего пользования. Спальные комнаты располагаются со стороны двора. Такие здания обеспечивают защиту от шума и ОГ автомобилей жилых домов повышенной этажности, располагаемых в глубине кварталов, играя роль экранов. За счет дополнительных боковых объемов, перекрывающих углы видимости участков магистрали в разрывах застройки, исключается дифракция звука в дворовое пространство и в жилых группах создается благоприятная акустическая среда.

Протяженность шумозащищенных зданий по фронту должна быть не менее 100 м, а боковых объёмов – не менее 20 м при расположении ниже или на одном уровне с защищаемой территорией. Если же улица располагается выше территории застройки, то высоту здания следует обосновывать расчётом [5].

На магистральных дорогах и улицах, где «хорошо прослеживаются линейные формы загрязнения» [6, C. 11], для снижения шума и концентраций ОГ автомобильного транспорта на территории микрорайонов и кварталов широко используются линейно-полосные структуры зеленых насаждений в виде «стен». По газозащитным свойствам наиболее выгодной является непродуваемая полоса древесно-кустарниковых насаждений с коэффициентом ажурности К_аж (отношение площади, занимаемой препятствиями на пути распространения газов к общей площади фронтальной проекции полосы) в нижнем ярусе, равным 0,7…1 при постепенном уменьшении плотности к вершине [7]. Для снижения шума наиболее эффективны полосы зеленных насаждений шириной 25–30 м, состоящие из обособленных рядов деревьев (5–6 рядов) с подлеском и кустарником [2].

Эффективность шумозащитных экранов, определяемая их отражающими и поглощающими свойствами, зависит от применяемого материала, высоты, длины и может достигать 10–20 дБА. Отражающие экраны-стенки представляют собой однослойную конструкцию, выполненную из бетона, асбестоцементных панелей, кирпича, дерева, пластиков, стекла, металла. В Волгограде в пределах эстакадного участка транспортной развязки Самарский разъезд на III Продольной магистрали построен экран из сборно-разборных гофрированных металлических панелей высотой 2,5 м эффективностью 9 дБА для шумозащиты квартала № 216, где расположены детский сад, школа и несколько игровых площадок для детей в жилых группах [8].

Наиболее эффективны экраны в виде панелей двух- или трёхслойной конструкции, обеспечивающей высокий коэффициент звукопоглощения за счёт введения специальных материалов – шлаковаты, капронового волокна, латекса и пр. [9]. Естественно и эффективно выглядят экранирующие сооружения, заслоненные посадкой из деревьев и кустарника или задекорированные вьющимися растениями [10].

Заключение

Таким образом, для обеспечения комфортных условий для функционирования ДОО и школ имеется возможность применения системы эффективных архитектурно-планировочных и строительно-акустических мероприятий по снижению негативного воздействия транспорта на здоровье детей. Зонирование примагистральных территорий позволяет разместить жилые и общественные здания, в том числе образовательные организации, в порядке возрастания их требований к качеству жилой и производственной среды по мере удаления от транспортного потока. Звукоизоляция участков ДОО и школ зданиями нежилого назначения в первом эшелоне, многосекционными шумозащищёнными жилыми домами и акустическими экранами-стенками необходима при застройке территории, прилегающей к транспортным коммуникациям с высокими шумовыми характеристиками. Защита дошкольных и общеобразовательных учреждений от негативного воздействия транспорта также возможна путем формирования между проезжей частью магистралей и объектами защиты линейно-полосных структур зеленых насаждений в виде чередующихся сплошных плоскостей различной ширины (плотности) и высоты. 

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. СП 42.13330.2016(19.09.2019) Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Актуализированная редакция СНиП 2.07.01-89*. [Электронный ресурс]. URL: https://mooml.com/d/normativno-pravovye-dokumenty/proektirovanie-inzhenernye-izyskaniya/45556/ (дата обращения: 18.11.2020).
2. Сидоренко В.Ф. Учет экологических факторов при размещении и функционировании детских дошкольных и общеобразовательных учреждений в жилых районах / В.Ф. Сидоренко, В.В. Балакин // Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования Российской академии архитектуры и строительных наук по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2018 году: науч. тр. РААСН. – Москва, 2019. – Т. 1. – C. 444–460.
3. СП 276.1325800.2016 Здания и территории. Правила проектирования защиты от шума транспортных потоков. – М., 2016. – 146 с.
4. Городков А. В. Ландшафтно-средозащитное озеленение и его влияние на экологическое состояние крупных городов Центральной России: дис. … докт. с. - х. наук: 03.00.16: защищена 21.12.00: утв.04.05.01 / Городков Александр Васильевич. – Санкт - Петербург, Брянск, 2000. – 443 с.
5. Яхкинд С. И. Объёмно-планировочные решения планировочно шумозащищённых объектов – жилых домов и общественно жилых зданий / Яхкинд С. И., Генкина И. С. // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности: докл. междунар. экологического конгр., Санкт-Петербург, 2000. – С.Пб: БГТУ, 2000. – Т. 2. – С. 457–459.
6. Кочуров Б. И. Городские ландшафты Москвы: от традиционных до гармоничных и сбалансированных / Б. И. Кочуров, И. В. Ивашкина // Экология урбанизированных территорий. – 2012. – №1. – С. 6–11.
7. Balakin V.V. Formation of linear-strip greening objects in urban environmental systems / V.V. Balakin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 451, № 1. International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety (ICCATS 2018) 26-28 September 2018, South Ural State University, Russian Federation / eds A. A. Radionov, D.V. Ulrikh. – [Publisher : IOP Publishing Ltd], 2018. – P. –1–7. [Electronic resource] URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/451/1/012166/pdf/ doi:10.1088/1757-899X/451/1/012166 (accessed: 18.11.2020)
8. Балакин В. В. Экологическая оценка вариантов трассы городских дорог и транспортных развязок / В. В. Балакин // Транспортное строительство. – 1998. – № 1. – C. 16–17.
9. Балакин В. В. Шумозащитные сооружения в дорожно-мостовом и городском строительстве / В. В. Балакин // Актуальные вопросы строительства. Вторые Соломатовские чтения: материалы Всерос. науч.-техн. конф., Саранск, 2003. – Саранск: Изд-во Морд. ун-та, 2003. – С. 442–445.
10. Иванов Н. И. Акустическое загрязнение от автомобильных потоков / Н. И. Иванов // Экологизация автомобильного транспорта: передовой опыт России и стран Европейского Союза: Тр. II Всерос. научн.-практ. симп. с междунар. участ. – Санкт-Петербург: МАНЭБ, 2004. – С. 78–81.

Список литературы на английском языке / References in English

1. SP 42.13330.2016(19.09.2019) Gradostroitelstvo. Planirovka i zastroyka gorodskikh i selskikh poseleniy. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.07.01-89* [City building. Planning and development of urban and rural settlements. Updated version of SNiP 2.07.01-89*.]. – [Electronic resource] URL: https://mooml.com/d/normativno-pravovye-dokumenty/proektirovanie-inzhenernye-izyskaniya/45556/ (accessed: 18.11.2020). [in Russian]
2. Sidorenko V.F. Uchyot ekologicheskikh faktorov pri razmeshchenii i funktsionirovanii detskikh doshkolnykh i obshcheobrazovatelnykh uchrezhdeniy v zhilykh rayonakh [Consideration of environmental factors when arranging and functioning of children's preschool and general education institutions in residential areas] / Sidorenko V.F., Balakin V.V. // Fundamentalnye, poiskovye i prikladnye issledovaniya Rossiyskoi akademii arkhitektury i stroitelnykh nauk po nauchnomu obespecheniyu razvitiya arkhitektury, gradostroitelstva i stroitelnoi otrasli Rossiyskoi Federatsii v 2018 godu: nauchnye trudy RAASN [Fundamental, search and applied research of the Russian Academy of architecture and construction Sciences on scientific support for the development of architecture, urban planning and the construction industry of the Russian Federation in 2018: scientific works of the RAASN] . – M., 2019. – pp. 444–460. [in Russian]
3. SP 276.1325800.2016 Zdaniya i territorii. Pravila proyektirovaniya zashchity ot shuma transportnykh potokov [The building and grounds. Design guidelines protection from noise of transport streams]. – M., 2016. – 146 p. [in Russian]
4. Gorodkov A. V. Landshaftno-sredozashchitnoye ozeleneniye i ego vliyaniye na ekologicheskoye sostoyaniye krupnykh gorodov Centralnoy Rossii [Landscape and environmental protection gardening and its impact on the ecological state of large cities in Central Russia] dis. … of doctor of agricultural Sciences: 03.00.16: defense of the thesis 21.12.00: approved 04.05.01 / Gorodkov Aleksandr Vasilevich. – Sankt - Peterburg, Bryansk, 2000. – 443 p. [in Russian]
5. Yakhkind S. I. Obyomno-planirovochnyye resheniya planirovochno shumozashchishchyonnykh obektov – zhilykh domov i obshchestvenno-zhilykh zdaniy [Space-planning solutions for noise-protected objects-residential buildings and public buildings] / Yakhkind S. I., Genkina I. S. // Novoye v ekologii i bezopasnosti zhiznedeyatelnosti: dokl. mezhdunar. ekologicheskogo kongr., Sankt-Peterburg, 2000 [New in ecology and life safety: reports of the international environmental Congress, Saint Petersburg, 2000]. – Saint Petersburg: BGTU, 2000. – Vol. 2. – pp. 457–459. [in Russian]
6. Kochurov B. I. Gorodskiye landshafty Moskvy: ot traditsionnykh do garmonichnykh i sbalansirovannykh [Moscow's urban landscapes: from traditional to harmonious and balanced] / B. I. Kochurov, I. V. Ivashkina I. V. // Ekologiya urbanizirovannykh territoriy [Ecology of urbanized territories]. – 2012. – №1. – P. 6–11. [in Russian]
7. Balakin V.V. Formation of linear-strip greening objects in urban environmental systems / V.V. Balakin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Vol. 451, № 1. International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety (ICCATS 2018) 26-28 September 2018, South Ural State University, Russian Federation / eds A. A. Radionov, D.V. Ulrikh. – [Publisher : IOP Publishing Ltd], 2018. – P. –1–7. [Electronic resource] URL: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/451/1/012166/pdf/ doi:10.1088/1757-899X/451/1/012166(accessed: 18.11.2020).
8. Balakin V. V. Ekologicheskaya otsenka variantov trassy gorodskikh dorog i transportnykh razvyazok [Environmental assessment of route options for urban roads and transport interchanges] / V. V. Balakin // Transportnoe stroitelstvo [Transport construction]. –1998. – № 1. – P. 16–17. [in Russian]
9. Balakin V. V. Shumozashchitnyye sooruzheniya v dorozhno-mostovom i gorodskom stroitelstve [Noise protection structures in road and bridge construction and urban construction] / V. V. Balakin // Aktualnye voprosy stroitelstva.Vtorye Solomatovskie chteniya: Materialy.Vseros. nauch.-tekhn. konf., Saransk, 2003 [Current issues of construction. Second Solomatov readings: materials of the all-Russian conference. scientifically technical conferences, Saransk, 2003]. – Saransk, publishing house of the Mordovian University, 2003. – pp. 442–445. [in Russian]
10. Ivanov N. I. Akusticheskoye zagryazneniye ot avtomobilnykh potokov [Acoustic pollution from automobile streams] / N. I. Ivanov // Ekologizatsiya avtomobilnogo transporta: peredovoy opyt Rossii i stran Evropejskogo Soyuza: Tr. II Vseros. nauchn.-prakt. simp. s mezhdunar. uchast. [Greening road transport: best practices in Russia and the European Union: Proceedings of the II all-Russian scientific and practical Symposium with international participation] – Sankt-Peterburg: MANEB, 2004. – pp. 78–81. [in Russian]