ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СНИЖЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ

Беспалов В.И.¹, Самарская Н.С.², Лысова Е.П.³, Котлярова Е.В.⁴

¹ORCID: 0000-0003-2123-8141, доктор технических наук, ²ORCID: 0000-0003-2117-4221, кандидат технических наук, ³ORCID: 0000-0001-6575-5568, старший преподаватель,  ⁴ORCID: 0000-0003-2124-9932, кандидат технических наук, Ростовский государственный строительный университет

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СНИЖЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ ФИЗИКО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ

Аннотация

Статья посвящена исследованию процесса снижения акустического загрязнения на основе физико-энергетической концепции, предложенной нами ранее для процессов обеспыливания воздуха и примененной как аналог. Суть концепции – в рассмотрении  двух взаимосвязанных  процессов:  акустического загрязнения  городской среды и его снижения. Каждый из процессов включает несколько этапов. Причем, основным физическим объектом на всех этапах выступают звуковые волны, которые изменяют значения своих параметров на каждом этапе. Таким образом, можно целенаправленно оказывать внешнее воздействие на звуковые волны на каждом из этапов и достигать снижения акустического загрязнения городской среды.

Ключевые слова: акустическое загрязнение, звуковая волна, источники шума, физическая модель процесса снижения акустического загрязнения.

Bespalov V.I.¹, Samarskaya N.S.², Lysova E.P.³, Kotlyarova E.V.⁴

¹ORCID: 0000-0003-2123-8141, PhD in Engineering, ²ORCID: 0000-0003-2117-4221, PhD in Engineering, ³ORCID: 0000-0001-6575-5568, senior lecturer,  ⁴ORCID: 0000-0003-2124-9932, PhD in Engineering, Rostov State University of Civil Engineering

STUDY OF PROCESS REDUCE THE ACOUSTIC POLLUTION OF URBAN ENVIRONMENT ON THE BASIS OF PHYSICAL-ENERGY CONCEPT

Abstract

The article is devoted to the study of the process of reduction of acoustic pollution on the basis of physical-energy concept proposed by us earlier for the processes of dust removal of air and applied as an analog. The concept is the consideration of two interrelated processes: the acoustic pollution of urban environment and its decline. Each process involves several steps. Moreover, the main physical object at all stages are sound waves that change the values of their options at each stage. Thus, it is possible to purposefully exert external influence on the sound waves at each stage as to reduce the acoustic pollution of urban environment.

Keywords: acoustic pollution, the sound waves, noise sources, physical model of the process of reducing acoustic pollution.

Одним из факторов, негативно воздействующих на городскую среду, является акустическое загрязнение. Множество современных исследований посвящено данному вопросу и влиянию шума на здоровье городского населения [1,2]. Так, выявлено, что высокая «шумовая нагрузка» возникает от передвижных и стационарных источников шума и является причиной многих заболеваний [1]. Причем большинство стационарных источников шума являются внутренними. Это может быть технологическое оборудование промышленных предприятий, лифтовые установки, мусоропроводы, вентиляционные и холодильные установки, системы кондиционирования и другие объекты городской среды. К стационарным источникам внешнего шума относятся объекты жилищно-коммунального хозяйства, спортивные и детские площадки и прочие места массового скопления людей. Однако, несмотря на множество стационарных источников шума, основными по вкладу в акустическую обстановку городской среды остаются передвижные источники шума. К ним относят автомобильный, железнодорожный, авиационный и другие виды транспорта. Поэтому целью наших исследований являлось изучение физических процессов акустического загрязнения городской среды и его снижения на основе предложенной нами физико-энергетической концепции [3,4]. При этом основной задачей исследований являлось рассмотрение физических параметров звуковой волны, условий ее образования, излучения и распространения.

Решение поставленной задачи дает возможность в перспективе разработать методику выбора экологически эффективных и энергетически экономичных способов и средств снижения городского шума. При рассмотрении физической сущности самого процесса акустического загрязнения нами выделены этапы (1- образование звуковых волн, 2- излучение звуковых волн (внутреннее), 3 – пространственное распространение звуковых волн (внутреннее), 4 – излучение звуковых волн (внешнее), 5 – пространственное распространение звуковых волн (внешнее)) [4]. Результаты исследований показали изменение параметров звуковой волны на перечисленных выше этапах. Изменение параметров звуковой волны обусловлено влиянием различных физических объектов (источников образования и излучения звуковых волн, внешней среды (как правило, воздушной), участвующих на той или иной стадии акустического загрязнения городской среды. Анализ такого влияния на всех этапах процесса акустического загрязнения позволил нам исследовать процесс снижения акустического загрязнения городской среды.

Физическая сущность процесса снижения акустического загрязнения городской среды заключается в совокупности последовательно и целенаправленно реализуемых процессов на каждом этапе загрязнения. Процесс снижения акустического загрязнения, включающий 2 основных цикла, рассматривается авторами как комплекс последовательного направленного воздействия дополнительными полями на исходное и промежуточное поля. Главной целью каждого этапа процесса снижения загрязнения является снижение уровня акустического загрязнения в исходном, промежуточном и остаточном полях.

Формула, предложенная нами для математического описания сущности процесса снижения акустического загрязнения городской среды, учитывает реализацию каждого этапа процесса как зависимых последовательных событий:

Р_СЗА = 1–(1–Р_СЗО)∙(1–Р_СЗВ)=1–[1–(1–Р_ПЗВ)∙(1–Р_ЗИ)]∙[1–(1–Р_РЗВ)],   (1)

Формула (1) характеризует вероятность достижения результата процесса снижения акустического загрязнения атмосферы (Р_СЗА), как совокупность соответствующих этапов снижения акустического загрязнения технологического оборудования (Р_СЗО), включающего поглощение  звуковых волн (Р_ПЗВ) и звукоизоляцию (Р_ЗИ), а также снижения акустического загрязнения воздуха (Р_СЗВ), включающего рассеяние звуковых волн (Р_РЗВ).

Таким образом, проведенные исследования позволили изучить физические процессы акустического загрязнения и его снижения на основе физико-энергетической концепции. Выполненные исследования являются основой для дальнейшего решения задач по снижению акустического загрязнения городской среды.

Литература

1. Щербинская И.П., Филонов В.П., Запорожченко А.А. Влияние шума и вибрации на здоровье населения // Здравоохранение. - 2012. - №6.- С. 48-51.
2. Харламов А.П., Татянюк Т.К. Влияние транспортного шума на здоровье населения крупного промышленного центра // Санитарный врач. - 2012. - № 12. - С. 022-026.
3. Беспалов В.И. Физико-энергетическая концепция описания процессов и системный подход к выбору высокоэффективных и экономичных инженерных комплексов защиты воздушной среды от выбросов загрязняющих веществ // Известия СКНЦ ВШ. Естественные науки. - 1995. – С. 37-47.
4. Беспалов В.И., Самарская Н.С., Парамонова О.Н. Физико-энергетическая концепция выбора способов снижения городского шума [электронный ресурс] URL:http://www.sced.ru/ru/index.php?option=com_content&view =article&id=310:nauch&limitstart=9.

References

1. Shherbinskaja I.P., Filonov V.P., Zaporozhchenko A.A. Vlijanie shuma i vibracii na zdorov'e naselenija // Zdravoohranenie. - 2012. - №6. - S. 48-51.
2. Harlamov A.P., Tatjanjuk T.K. Vlijanie transportnogo shuma na zdorov'e naselenija krupnogo promyshlennogo centra // Sanitarnyj vrach. - 2012. - № 12. - S. 022-026.
3. Bespalov V.I. Fiziko-jenergeticheskaja koncepcija opisanija processov i sistemnyj podhod k vyboru vysokojeffektivnyh i jekonomichnyh inzhenernyh kompleksov zashhity vozdushnoj sredy ot vybrosov zagrjaznjajushhih veshhestv // Izvestija SKNC VSh. Estestvennye nauki. - 1995. – S. 37-47.
4. Bespalov V.I., Samarskaja N.S., Paramonova O.N. Fiziko-jenergeticheskaja koncepcija vybora sposobov snizhenija gorodskogo shuma [jelektronnyj resurs] URL:http://www.sced.ru/ru/index.php?option=com_content&view=article&id=310:nauch&limitstart=9.