bul. Bruksel - Ekran

ОБЕКТ: РЕХАБИЛИТАЦИЯ НА ЕСТАКАДА

ПО БУЛ. "БРЮКСЕЛ" - ГР. СОФИЯ

Участък: от км 0+000 до км 2+454.76

Част: Акустична

Фаза: Работен проект

Изготвил:

доц. д-р инж. Николай Д. Николов

София, 05.2010 г.

Обект: Рехабилитация на естакада по бул. "Брюксел" - гр. София


2

ОБЯСНИТЕЛНА ЗАПИСКА

Акустичното оразмеряване на транспортен шумозащитен екран,

разположен на естакадата на бул. „Брюксел”, гр. София, е извършено по

оригинална методика – формулен апарат и пакет софтуерни продукти SoundBG,

разработени от автора и фирма „АСМО-2006” ООД, гр. София.

I. АКУСТИЧНИ ОСНОВИ НА ПРОЕКТИРАНЕТО НА ТРАНСПОРТНИ

ШУМОЗАЩИТНИ ЕКРАНИ

1. Методика на оразмеряване на транспортен шумозащитен екран (ТШЕ)

Транспортните шумозащитни екрани са екологични строителни

съоръжения, които се проектират и изграждат успоредно на транспортни

артерии (автомагистрали, скоростни железопътни линии и др.) с цел намаляване

на нивата на шума до пределно допустимите норми за урбанизираните

територии и в помещенията на сградите. Те се изпълняват с различни размери

(дължина и височина), от различни строителни материали, имат различен

напречен профил и разнообразен архитектурен облик. Проектните решения на

ТШЕ от акустична гледна точка не могат да бъдат типови (унифицирани), за

разлика от елементите, от които са конструирани самите екрани. Тази сложност

се заключава в строително-акустичното им оразмеряване, което е функция на

множество изисквания, фактори, явления и параметри. От икономическа гледна

точка то е водещо и за определяне на стойността на съоръжението.

ТШЕ могат да се определят като твърди практически звуконепропускливи

прегради, създаващи зад себе си зона на звукова сянка чрез прекъсване на

директното разпространение на шума по линията на пряка видимост от центъра



3

на източника до точката на въздействие, при което нивото на шума намалява,

тъй като до нея достига дифрактиран звук.

Количествената мярка на шумозащитния ефект на екрана е неговата

акустична ефективност, която се дефинира като разлика между нивата на шума в

изчислителната точка преди и след изграждането на екрана при равни други

условия. Акустичната ефективност на екрана зависи от неговата височина и

дължина, от разстоянията между него и източника, между него и изчислителната

точка, а също така от височините на изчислителната точка и акустичния център

на източника над повърхността на територията, но не зависи от шумовите

характеристики на транспортните потоци (фиг. 1):

∆𝐿𝐴екр = 𝑓 ℎекр, ℓекр, 𝑟ИШ−екр, 𝑟екр−ИТ,ℎИТ,ℎИШ .

Фиг. 1

Необходимата акустична ефективност, обаче, е функция на шумовите

характеристики на източниците и нормативно определените допустими нива на

шума в защитавания обект – урбанизирани територии или помещения в

сградите.

Акустичните изчисления отнасящи се към транспортния шум, вкл. и към

акустичната ефективност на екраните, се извършват в dB(A). В съответствие с



4

честотния спектър на шума излъчван от автомобилните потоци се приема

дължина на вълната 𝜆 = 0.84 m.

Основният ефект на намаляването на шума с помощта на ТШЕ се достига

благодарение на образуването на звукова сянка вследствие на дифракцията на

звука на свободния ръб на екрана.

Акустичното оразмеряване на ТШЕ е най-съществената част от тяхното

проектиране и предхожда архитектурното и конструктивното решения.

На фиг. 2 е поместена оперограмата на цялостния процес „Проектиране на

транспортен шумозащитен екран”. Основните входни величини са шумовата

характеристика на източниците (1.1), нормативните нива на шума в

урбанизираните територии и в помещенията на сградите (1.2), приетите

градоустройствени решения и индекса на изолация на ограждащите конструкции

(1.3). Параметрите 1.1 и 1.3 са известни (при съществуващо застрояване), а при

усвояване на нови територии или реконструкция на стари следва да бъдат

прогнозирани. Акустичното проектиране на екрана започва с избор на форма,

материали и дифракционни елементи (2.1). След това въз основа на данните

(1.1, 1.2 и 1.3) се изчисляват необходимата акустична ефективност на

съоръжението и съответните и параметри (височина и дължина). Ако не може да

се постигне необходимата ефективност или се получат екрани с височина над 6

m, могат да се променят входните величини (1.3) или да се избере екран с друга

форма, материали и дифракционни елементи (2.1). След акустичното

оразмеряване следва архитектурното решение (3.1), при което се вземат

предвид и допълнителни изисквания – градоустройствени, ландшафтни,

климатични и др. (3.2). След приемане на архитектурното решение (3.3) следва

конструктивното решение (4.1). Ако не може да се получи задоволително

конструктивно решение е възможно да се промени архитектурното. Последен



5

1.1

Шумова

характеристика

1.2

Нормативи

1.3

Градоустройствено решение

Звукоизолация

2.1

Форма, материали,

дифр. елементи

2.2

Ефективност и параметри на

екрана

2.2

Необходима ефективност и параметри

на екрана (височина и дължина)

2.3

?

3.1

Архитектурно решение

3.3

?

3.2

Изисквания:

- градоустройство

- ландшафт

-климат

-безопасност

4.1

Конструктивно решение

4.2

?

5.1

Строителна стойност

5.2

?

6.1

Строителство

7.1

Измерване на фактическия

шумозащитен ефект

7.2

?

3,4

2

Край

Да

Да

Да

Да

Не

Не

Да

Не

Не

Не

Не

Фиг. 2



6

етап от проектирането е изчисляването на строителната стойност (5.1). При

неприемливо висока строителна стойност, би трябвало да се потърсят резерви в

архитектурното и конструктивното решения. Ако строителната стойност е

приемлива се пристъпва към строителството на съоръжението (6.1). След

построяването му е целесъобразно е да се измери фактическият шумозащитен

ефект (7.1). Ако този ефект, при качествено изпълнение на проекта, не отговаря

на изчисления (той е по-голям или по-малък), следва да се преразгледат схемите

за акустично оразмеряване на екрана (2.2) и да се направи анализ дали са

отчетени всички акустично значими параметри и фактори. Това е особено важно

за избягване на проектни грешки в бъдеще.

Основният инструментариум, с който разполага специалистът при

акустичното проектиране на ТШЕ, включва:

1. Намаляване на нивото на звука от разстоянието (увеличаване на

разстоянието от източника на шум до линията на застрояване).

2. Подходяща акустична ефективност на екрана (избор на височина,

дължина, форма, материал, разстояние до източника и точката на въздействие,

изолация).

3. Звукоизолация от въздушен шум на ограждащата конструкция на

сградите.

Посочените фактори са обединени в общ изчислителен модел показан на

фиг. 3.

Различното разположение на екрана (2, фиг. 3) и (3, фиг. 3) илюстрира два

възможни варианта – позитивен и негативен, на разпространението на

звуковите вълни. В първия случай (2, фиг. 3) шумозащитния екран не дава

възможност за пряко въздействие на шума върху фасадата на сградата. Във



7

втория случай (3, фиг. 3) ТШЕ образува звукова сянка и предпазва от

въздействието на шума само ниските етажи.

Ограждащата конструкция на сградата (6, фиг. 3) се характеризира с

параметрите изолация от въздушен шум (𝑅𝐴въз), индекс на изолация (𝑅𝑤 ),

нормативно определения индекс на изолация (𝑅𝑤норм) и при наличието на

разлика между 𝑅𝑤норм и 𝑅𝑤 - от 𝑅𝑤необ. Корелацията между параметрите 𝑅𝐴въз и

𝑅𝑤 се изразява чрез формулата:

𝑅𝐴въз = 0.75𝑅𝑤 + 3.7, dB A .

Фиг. 3. Схема на изчислителния модел за акустично проектиране. 1 – Източник на шум –

транспортно потоци (автомобилни и железопътни); 2, 3 – Различно разположение на

вертикални ТШЕ; 4 – Място на определяне на шумовите характеристики на транспортните

потоци; 5 – Изчислителна точка на 2 m от фасадата на сградата; 6 – Ограждаща конструкция

на сградата; 7 –Помещение в сградата

ℎекр.макс = 6 m

1

3

6

7

2

5

𝑟0 = 7.5 25 m

1 ÷ 5 m

4

Пряк и дифрактиран звук от най-близкия и най-отдалечения от екрана източник на шум

Пряк звук, преминал през конструкцията на екрана



8

В помещенията (7, фиг. 3) шумовият режим се характеризира с разликата

между фактическото ниво на шума 𝐿𝐴пом(тер) и нормативно определеното 𝐿𝐴норм

[1] според функцията на помещението.

Целта на акустичното проектиране на екраните е спазване на изискването

нивото на шума в изчислителната точка да не надвишава нормативното.

В табл. 1 са дадени пределно допустимите стойности на нивата на шума в

помещения на жилищни и обществени сгради през деня, вечерта и нощта - 𝐿д, 𝐿в

и 𝐿н, [1].

Таблица 1

Гранични стойности на нивата на шума в помещенията на жилищни и обществени сгради

Предназначение на помещенията Еквивалентно ниво на шума, dB(А)

ден вечер нощ

1. Стаи в лечебни заведения и

санаториуми, операционни зали. 30 30 30

2. Жилищни стаи, спални помещения в

детските заведения и общежития,

почивни станции, хотелски стаи.

35 35 30

3. Лекарски кабинети в лечебни

заведения и санаториуми, зали за

конференции, зрителни зали на

театри и кинозали.

40 40 35

4. Класни стаи и аудитории в учебни

заведения, заведения за

научноизследователска дейност,

читални.

40 40 40

5. Работни помещения в

административни сгради. 50 50 50

6. Кафе-сладкарници, столове, фоайета

на театри и кинозали, клубове,

бръснаро-фризьорски и козметични

салони, ресторанти.

55 55 55

7. Търговски зали на магазини, зали за

пътници в гари. 60 60 60



9

В общия случай, шумовият режим в изчислителната точка (5 и 7, фиг. 3)

зависи от шумовата характеристика на източника 𝐿𝐴7.5 и нормативното ниво на

шума 𝐿𝐴пом(тер).

От модела (фиг. 3) следва, че необходимата (проектната) ефективност на

екрана е

∆𝐿𝐴екр = 𝑓(𝐿𝐴7.5,∆𝐿𝐴раз,∆𝐿𝐴отр,∆𝐿𝐴въз, 𝐿𝐴норм,𝑅𝐴въз), dB A , (1)

където 𝐿𝐴7.5 се определя по формули, чрез натурни измервания (4, фиг. 3) или се

получава от карта на шума ако има изработена такава, dB(A):

Нивата на шума 𝐿𝐴екв.тер. са функция на проектираната транспортно-

комуникационна система и на параметрите на транспортните потоци

(интензивност, скорост и структура), които от своя страна зависят от

функционалното предназначение на улиците от уличната мрежа (табл. 2, [2]).

Таблица 2

Функционална класификация, транспортни и технически характеристики на улиците

Класо

ве н

а у

ли

ци

те

Фукц

ио

налн

о

разп

ред

елен

ие

Обслужване

Реж

им

на д

ви

жен

ие

Пр

оектн

а с

ко

ро

ст

𝑽пр ,

𝒌𝒎𝒉

Бр

ой

на п

ътн

ите

лен

ти з

а д

ви

жен

ие

Ши

ро

чи

на н

а е

дн

а

пътн

а л

ен

та, m

Приблизи-

телна

пропуска-

телна

способност на

една пътна

лента, 𝑵 𝒉

Населено място и

селищно образувание

Части от населено място

и селищно образувание

1 2 3 4 5 6 7 8

Пър

во

сте

пен

на у

ли

чн

а м

реж

а

IA

IБ

Скоростни

градски

магистрали

Много големи и

големи градове

Големи градски части,

отдалечени територии

Скоростен

непрекъснат

100

80

2x2

2x3 3,75 1200

II Градски

магистрали

Много големи и

големи градове

Градски части,

отдалечени територии,

главни и вторични

градски центрове

Прекъснат 70

2x2

2x3

2x4

3,75

3,50 800

IIIA

IIIБ

Районни

артерии

Много големи, големи

и средни градове,

курортни и

производствени

комплекси

Градски части,

отдалечени територии,

главни и вторични

градски центрове


50

2x2

2x3

4

2

3,50 600

IV Главни

улици

Градове, курортни и


комплекси

Жилищни, курортни и


територии

Прекъснат 50 2

4 3,50 500



10

Вто

ро

сте

пен

на у

ли

чн

а

мр

еж

а

VA

VБ

Събира-

телни улици

Всички урбанизирани

територии



територии


30

2

2 3,50 300

VIA

VIБ

Обслуж-

ващи улици

Всички урбанизирани

територии



територии, отделни

обекти


20

2

2 3,00 -

В таблица 3 са дадени шумовите характеристики на улиците в корелация с

техните транспортни и технически параметри, както и нивата на шума в

урбанизирани територии на различни разстояния от оста на крайната лента на

движение, като е прието, че покритието на уличното платно е от асфалт

(∆𝐿Анаст = 0), надлъжният наклон на улицата е равен на нула (∆𝐿Анакл = 0) и

добавката за отчитане на отразения звук ∆𝐿Аотр е +3 dB(A) за двустранно

застрояване.

Таблица 3

Акустични характеристики на улиците и нива на шума на териториите

Класо

ве н

а у

ли

ци

те Обща

интензив-

ност на

транспорт-

ните потоци, 𝑵𝒉

Шумова

характе-

ристика

𝑳𝑨 екв.,𝐝𝐁𝐀

на

разстояние

7.5 m

Средно

растояние

м/у автом. в

потока ℓ, m

Намаление на

нивото на

шума на


15 m, ∆𝑳(𝒓),

dB(A)

Ниво на

шума на


15 m, 𝑳(𝒓),

dB(A)

Намаление

на нивото на

шума на


30 m, ∆𝑳(𝒓),

dB(A)

Ниво на шума

на разстояние

30 m, 𝑳(𝒓),

dB(A)

Относително

намаление на

нивото на

шума при

удвояване на

разстоянието

dB(A)

(3-5) (3-7) (7-5)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Пър

во

сте

пен

на у

ли

чн

а м

реж

а

IA

IБ

4 800

7 200

82,5

83,0

20,8

11,0

5,1

4,4

77,4

79,0

9,5

8,3

73,0

75,1

4,4

3,9

II 3 200

4 800

6 400

78,5

80,5

81,5

21,9

14,6

10,9

5,2

4,7

4,4

73,3

75,8

77,1

9,6

8,9

8,3

68,9

71,6

73,2

4,4

4,2

3,9

IIIA

IIIБ

2 400

3 600

2 400

1 200

74,0

75,0

73,0

70,0

25,0

13,9

20,8

41,7

5,3

4,7

5,1

5,9

68,7

70,3

67,9

64,1

9,9

8,8

9,5

10,8

64,1

66,2

63,5

59,2

4,6

4,1

4,4

4,9

IV 1 000

2 000

69,0

72,0

50,0

25,0

6,0

5,3

63,0

66,7

11,1

9,9

57,9

62,1

5,1

4,6

Вто

ро

ст.

ул.

мр

еж

а

VA

VБ

600

600

65,5

64,0

66,7

50,0

6,0

6,0

59,5

58,0

11,7

11,1

53,8

52,9

5,7

5,1

VIA

VIБ

600

600

64,0

61,5

50,0

33,3

6,0

5,6

58,0

55,9

11,1

10,4

52,9

51,1

5,1

4,8



11

Продължение на табл. 3

Класо

ве н

а у

ли

ци

те


нивото на

шума на

разстояние 60

m, ∆𝑳(𝒓), dB(A)

Ниво на шума на

разстояние 60 m,

𝑳(𝒓), dB(A)


намаление на

нивото на шума

при удвояване на

разстоянието

dB(A)


нивото на

шума на


120 m, ∆𝑳(𝒓),

dB(A)

Ниво на шума на

разстояние 120

m, 𝑳(𝒓), dB(A)


намаление на нивото

на шума при

удвояване на

разстоянието, dB(A)

(3-10) (10-7) (3-13) (13-10)

1 10 11 12 13 14 15

Пър

во

сте

пен

на у

ли

чн

а м

реж

а

IA

IБ

13,4

11,7

69,1

71,7

3,9

3,4

16,7

15,1

65,8

67,9

3,3

3,4

II 13,2

12,4

11,7

65,3

68,1

69,8

3,6

3,5

3,4

16,8

15,8

15,1

61,7

64,7

66,4

3,6

3,4

3,4

IIIA

IIIБ

13,5

12,3

13,1

14,8

60,5

62,7

3,6

3,5

3,6

4,0

17,1

15,7

16,6

18,5

56,5

59,3

56,4

51,5

3,6

3,4

3,5

3,7

59,9

55,2

IV 15,0

13,6

54,0

58,4

3,9

3,7

18,8

17,1

50,2

54,9

3,8

3,5

Вто

ро

ст.

ул.

мр

еж

а

VA

VБ

15,8

15,0

49,7

49,0

4,1

3,9

19,7

18,8

45,8

45,2

3,9

3,8

VIA

VIБ

15,0

14,1

49,0

47,4

3,9

3,7

18,8

17,8

45,2

43,7

3,8

3,7

∆𝐿𝐴раз е намалението на нивото на шума в зависимост от разстоянието,

dB(A), и се изчислява по формулата:

∆𝐿 𝑟 = 10 1 +lgℓ𝜋

lg𝑟 lg

𝑟

𝑟0, dB A . (2)

На фиг. 4 е показано поведението на функцията L(ℓ,r) в зависимост от

разтоянието (r) при r=15, 30, 60, 120, 240 m, и интервалa между единичните

източници (ℓ) при ℓ = 5, 10, 15, 25, 50, 75 m. Кривите показват общото намаление

на нивото на шума.



12

Фиг. 4. Намаление на нивото на звука при различни интервали

между единичните източници.

Фиг. 5. Разрез на улица с двустранно застрояване.

∆𝐿𝐴отр – увеличението на нивото на шума от отразената звукова енергия

от елементите на застрояването, dB(A); изчислява се по формула (фиг. 5):

∆𝐿𝐴отр = 𝑘𝑒ℎИТ𝑏 , (3)

където ℎИТ е височината на изчислителната точка над повърхността на

територията, m;

𝑏 – разстоянието от оста на улицата до линията на застрояване, m;

𝐻 – височина на профила на застрояване, m;



13

𝑁 – интензивността на транспортния поток, бр./h;

𝑉 – средната скорост на движение на транспортния поток, km/h;

𝑘 – коефициент, който зависи от отношението ℎИТ

𝑏.

2. Определяне на необходимата ефективност на ТШЕ

Изчисляването на параметрите на екрана – височина ℎекр и дължина ℓекр,

с които се осигурява необходимата ефективност, представлява решаване на

„обратната” задача на тази за определяне на акустичната ефективност на екрана.

Уравнението

∆𝐿 = 10 lg 20𝑁 , dB,

трябва да се реши при неизвестна стойност на числото на Френел:

lg𝑁 =lg∆𝐿𝐴екр.необ. − lg0.86

0.28≈ 3.6lg∆𝐿𝐴екр.необ.. (4)

При фиксирани дължина и честота на вълната – 𝜆 и 𝑓, стойността на 𝑁 е

функция на разликата между пътищата на дифрактирания и прекия звук –

𝑁 = 2𝛿

𝜆= 2𝛿

𝑓

𝑐0

,

т.е. за решаване на задачата трябва да се използва зависимостта между 𝛿 и

ефективната височина на екрана.

При отсъствието на екран, нивата на шума в изчислителната точка на 2 m

от фасадата на сградата се определят по формулата:

𝐿𝐴фас = 𝐿𝐴 7.5 − ∆𝐿𝐴раз + ∆𝐿𝐴отр, dB A , (5)

а нивото на шума в помещенията на сградата:

𝐿𝐴пом = 𝐿𝐴 7.5 − ∆𝐿𝐴раз + ∆𝐿𝐴отр − 𝑅𝐴въз, dB A . (6)



14

Във формули (5) и (6) трябва да се отчете максималната стойност на

нивото на шума по височината на фасадата - 𝐿𝐴фас.макс, която може да се

определи с модулът Street Max от пакета Sound BG.

При наличието на екран, нивата на шума в изчислителните точки в

територията и в помещенията на сградата ще бъдат:

𝐿𝐴фас = 𝐿𝐴тер = 𝐿𝐴 7.5 − ∆𝐿𝐴раз + ∆𝐿𝐴отр − ∆𝐿𝐴екр, dB A , (7)

𝐿𝐴пом = 𝐿𝐴 7.5 − ∆𝐿𝐴раз + ∆𝐿𝐴отр − 𝑅𝐴въз − ∆𝐿𝐴екр, dB A . (8)

Когато се вземат предвид нормативните нива на шума, се получава

необходимата ефективност на екрана за помещенията, когато 𝐿𝐴пом > 𝐿𝐴норм.пом,

то

∆𝐿𝐴екр = 𝐿𝐴пом.макс − 𝐿𝐴норм.пом. (9)

При проектиране на екрана за ∆𝐿𝐴екр.необ се приема стойността изчислена

по формула (9). Тогава за помещенията в сградите от формула (8) следва:

∆𝐿𝐴екр.необ = 𝐿𝐴 7.5 − 10 1 +

lgℓπ

lg𝑟 lg

𝑟

7.5 + 𝑘𝑒

ℎекр𝑏 −

−0.75𝑅𝑤 − 3.7− 𝐿𝐴норм.пом. (10)

3. Определяне на необходимата височина на ТШЕ

След като се определи необходимата ефективност на екрана ∆𝐿𝐴екр.необ, се

решава „обратната” задача – изчисляването на необходимата височина на

екрана ℎекр.необ. От формулата на Маекава (фиг. 6):

∆𝐿𝐴екр = 10lg 20𝑁 = 10lg 202δ

λ , (11)

при фиксирана λ = 0.84 m (автомобилни потоци) се получава

∆𝐿𝐴екр = 10lg 47.62 𝐴 + 𝐵 − 𝑑 . (11′)



15

Ако дясната част на уравнение (11), респ. (11’) се обозначи с 𝐹, се

получава:

𝐹 = 10lg 47.62 𝐴 + 𝐵 − 𝑑 ,

от което следва:

𝐴 + 𝐵 − 𝑑 =100.1𝐹

47.62. (12)

От зависимостите между ефективната височина на екрана и разстоянията

екран-източник на шум и екран-изчислителна точка, за частния случай показан

на фиг. 6а, се получава:

𝑑12 + ℎекр.необ

2 + 𝑑22 + ℎекр.необ

2 =100.1𝐹

𝑃+ 𝑑. (13)

Фиг. 6

След преобразуване, от формула (13) се получава уравнение с неизвестна

ℎекр.необ:

ℎекр.необ2 + ℎекр.необ

4 + 𝑐ℎекр.необ2 + 𝑗2 =

1

2

100.1𝐹

𝑃+ 𝑑

2

− 𝑐2 . (14)

където 𝑐 = 𝑑12 + 𝑑2

2;

𝑗 = 𝑑12 × 𝑑2

2.



16

Дясната част на полученото уравнение (14) е константа, която означаваме

с 𝑄. Тогава:

ℎекр.необ4 + 𝑐ℎекр.необ

2 + 𝑗2 = 𝑄 − ℎекр.необ2 . (15)

След повдигане на двете части на уравнение (15) на квадрат се получава

стойността на неизвестната:

ℎекр.необ = 𝑄2 − 𝑗2

𝑐 + 2𝑄. (16)

Решението е положителната стойност на ℎекр, тъй като отрицателната

стойност има геометричен смисъл, но няма физически.

В общия случай, трябва да бъдат отчетени различните височини на

източника на шум и на изчислителната точка (фиг. 6б). Тогава във формулата

(13) вместо ℎекр.необ участват квадратите на разликите ℎекр.необ − ℎИШ и

ℎекр.необ − ℎИТ , т.е.

𝐴 = 𝑑12 + ℎекр.необ − ℎИШ

2,

𝐵 = 𝑑22 + ℎекр.необ − ℎИТ

2, (13′)

𝑑 = 𝑑1 + 𝑑2 2 + ℎИТ − ℎИШ

2.

Тогава уравнението за ℎекр.необ има по-сложен вид и то се решава

итеративно.

За изчисляване на ℎекр.необ се използват модулите Screen H и Screen H Var

от пакета Sound BG. На фиг. 7 и фиг. 8 са показани резултатите от изпълнението

на програмата при следните входни данни:

- разстояние между екрана и източника на шума – 7.5 m;

- височина на източника на шум – 1 m;

- дължина на вълната – 0.84 m.



17

Фиг. 7. Изпълнение при променливо разстояние между екрана и изчислителната точка;

височина на изчислителната точка – 12.5 m

Фиг. 8. Изпълнение при променлива височина на изчислителната точка; разстояние от екрана

до изчислителната точка – 30 m



18

На фиг. 7 е дадена зависимостта между височината на екрана и неговата

ефективност при различни разстояние от защитаваната сграда, а на фиг. 8 –

същата зависимост при различна височина на изчислителната точка.

4. Определяне на необходимата дължина на ТШЕ

Освен по нормалата ИШ-ИТ (фиг. 9), по която в ИТ (в случая ИТ 1) достига

дифрактиран звук, шумът може да попадне в защитавания обект и директно, от

транспортния поток извън границите на екрана. Нивото на този шум се намалява

само с отдалечаването на източника, т.е. с увеличаване на дължината на екрана

ℓекр.

Фиг. 9

При определяне на дължината на екрана се използва принципът, че

нивото на шума в изчислителната точка по напречната ос на екрана, което е

ℓзас

ℓекр

ℓ0

ИТ1

𝑟 𝑟 𝑅1

𝑅

ИШ

𝑑1

𝑑2

𝑅2

ИТ2 ИТ3

𝑅 𝑅



19

равно на нивото на шума при отсъствието на екран намалено с неговата

ефективност, следва да бъде равно на нивото на шума, който идва от източника

на шум от неекранираните зони, т.е. допълнителното намаление на шума от

увеличаване на разстоянието от източника до изчислителната точка трябва да

бъде равно на ефективността на екрана:

𝐿𝐴,ИТ = 𝐿𝐴 7.5 − ∆𝐿𝐴раз(𝑟) + ∆𝐿𝐴отр − ∆𝐿𝐴въз − ∆𝐿𝐴екр. (17)

𝐿𝐴,ИТ = 𝐿𝐴 7.5 − ∆𝐿𝐴раз 𝑅 + ∆𝐿𝐴отр − ∆𝐿𝐴въз. (18)

От равенството на левите страни на (17) и (18), се получава:

∆𝐿𝐴екр = ∆𝐿𝐴раз 𝑅 − ∆𝐿𝐴раз 𝑟 + 6, dB A . (19)

От формула (19) следва:

∆𝐿𝐴екр = 10 1 +lgℓ/π

lg𝑅 lg

𝑅

7.5 − 10 1 +

lgℓ/π

lg𝑟 lg

𝑟

7.5 + 6, dB A , (20)

или

10 1 +lgℓ/π

lg𝑅 lg

𝑅

7.5 = ∆𝐿𝐴екр + 10 1 +

lgℓ/π

lg𝑟 lg

𝑟

7.5 − 6, dB A . (21)

Във формули (19)-(21) коригиращата добавка от 6 dB(A) отчита

увеличението на нивото на шума при енергетичното сумиране на звуковата

енергия достигнала до изчислителната точка ИТ1 през двата странични ръба на

екрана по траекторията 𝑅 и дифрактиран звук по 𝑟. До изчислителни точки ИТ2

и ИТ3 достига пряк звук по траекториите 𝑅1 и 𝑅2 и дифрактиран звук по 𝑟 (фиг.

9).

Дясната страна на формула (21), която е константа, се означава с 𝐹 и се

получава уравнението:

1 +lgℓ/π

lg𝑅 lg

𝑅

7.5 = 0.1𝐹. (22)

Уравнението (22) се преобразува:



20

lg 𝑅

7.5 +

lg ℓπ lg

𝑅7.5

lg𝑅= 0.1𝐹,

lg𝑅 − lg7.5 +𝑐lg𝑅 − 𝑐lg7.5

lg𝑅= 0.1𝐹,

lg𝑅 − lg7.5 + 𝑐 −𝑐′

lg𝑅= 0.1𝐹. (23)

където lg ℓ

π = 𝑐;

𝑐lg7.5 = 𝑐′ .

Когато в (23) се положи lg7.5 + 𝑐 = 𝐷 се получава:

lg𝑅 −𝑐′

lg𝑅= 0.1𝐹 + 𝐷. (24)

Полученото логаритмично уравнение за 𝑅 се решава итеративно.

След намирането на 𝑅, общата дължина на екрана се изчислява по

формулата:

ℓекр = 2ℓ0 + ℓзас = 2 𝑑2𝑅

𝑑1 + 𝑑2

2

− 𝑑22 + ℓзас, (25)

където ℓзас е дължината на фронта на застрояване, m.

Тъй като 𝑅2 ≥ 𝑅1 (фиг. 9), условието (19) е спазено и за двете крила на

екрана.

Изчисленията по формулите от т.т. 3 и 4 са извършени с модула Screen

Project, който пресмята проектните параметри на екрана – ефективност,

височина и дължина, при променливи стойности на входните величини:

- шумова характеристика;

- индекс на изолация на ограждащата конструкция;

- нормативно ниво на шума в помещенията на сградите;

- разстояние до екрана и височина на източника;



21

- разстояние до екрана и височина на изчислителната точка;

- дължина на вълната;

- разстояние между източниците в потока;

- фронт на застрояване.

II. ОРАЗМЕРЯВАНЕ НА ТРАНСПОРТЕН ШУМОЗАЩИТЕН ЕКРАН НА ЕСТАКАДАТА

НА БУЛ. „БРЮКСЕЛ”, ГР. СОФИЯ

Естакадата на бул. „Брюксел” спада към първостепенната улична мрежа

клас II – градски магистрали (табл. 2, [2]) с транспортни и технически

характеристики, както следва:

- проектна скорост 80 km/h;

- брой на ленти за движение 2x2 с ширина на една лента – 3.75 m;

- приблизителна пропускателна способност на една пътна лента – 800

автомобила на час.

От табл. 3 се взема изчислената аналитично шумова характеристика на

автомобилния поток по бул. „Брюксел” - 𝐿𝐴екв(7.5) = 78.5 dB(A). Същата

характеристика се отчита и по приетата шумова карта на гр. София (фиг. 10).

Въз основа на посочените материали и на проучванията и преките

измервания, извършени на обекта, определихме 13 характерни акустични

изчислителни напречни профила в проектния участък от км 0+000 до км

2+454.76, които са показани на чертеж №1 от графичните приложения.

Обследваните 13 профила позволяват детайлното проучване на

застрояването, обектите на защита (жилищни и административни сгради) и

коректното изчисляване на акустичните параметри, необходими за

оразмеряването на транспортния шумозащитен екран.



22

Фиг. 10



23

За всеки профил са измерени разстоянията от ръба на естакадата до най-

близките ръбове на прилежащите сгради от двете страни и височините им над

приетата кота ±0.00, определена от горната повърхнина на тротоарния блок при

крилата на устоите.

Направени са и фотоснимки на сградите от по-неблагоприятните от

акустична гледна точка профили (Приложение 2).

За определяне на граничните стойности на шума в помещенията на

сградите е установено тяхното предназначение. В случая, в защитената зона

попадат жилищни и административни сгради.

В табл. 4 са дадени параметрите на акустичните изчислителни напречни

профили.

Таблица 4

Пр.

№ км

ИЗТОК ЗАПАД

Идент. на

сграда

Хориз.

р-е, m

В-на*,

m

Снимка

№

Идент. на

сграда

Хориз.

р-е, m

В-на*,

m

Снимка

№

1 2+454 EUROHOLD 25 33 Адм. сграда 12 45 1

2 2+434 NOVA TV 25 18 2 Адм. сграда 12 45 1

3 2+120 UPS 42 9 3

4 1+613 Т.Ц. Европа 10 3 4

5 1+422 Бл. 28 20 24 5,6

6 1+224 Бл. 20 35 12 7 Бл. 84 35 15 8

7 1+041 Бл. 15 32 12 9,10 Бл. 104 40 27 11

8 0+997 Бл. 15 32 12 9,10 Бл. 108 35 12 12

9 0+893 Бл. 13 25 18 13,14 Бл. 112 40 12

10 0+816 Бл. 13 15 18 13,14 Бл. 119 40 30 15

11 0+690 Бл. 2 55 45 16 Бл. 114 50 12

12 0+625 Бл. 3 32 12 17 Бл. 115 50 15

13 0+487 Бл. 180 64 27

Необходимата акустична ефективност на ТШЕ е определена по формула

(10), като третия член е заместен с добавката от +3 dB(A), отчитаща влиянието на

отразения звук при двустранно застрояване:



24

∆𝐿𝐴екр.необ = 𝐿𝐴 7.5 − 10 1 +

lgℓπ

lg𝑟 lg

𝑟

7.5 − 0.75𝑅𝑤 − 0.7− 𝐿𝐴норм.пом.

Необходимата височина на екрана за различните профили е изчислена по

формула (16) за точки намиращи се на 2 m от фасадите на сградите на височина

+1.00 m и на височината на последния етаж на сградата за съответния профил:

ℎекр.необ = 𝑄2 − 𝑗2

𝑐 + 2𝑄.

Граничните нива на шума са отчетени от табл. 1 и са 35 dB(A) за

помещенията в жилищните сгради и 50 dB(A) за помещенията в

административните. Стойността на звукоизолацията от въздушен шум 𝑅𝐴въз е

приета 25 dB(A), която отговаря на индекс на звукоизолация 𝑅𝑤 = 32 dB за

стандартна дограма със стъклопакет. Изчисленията са извършени с модула

Screen Project от пакета Sound BG.

Получените резултати за необходимите височини на съоръжението за

отделните профили са показани в табл. 5.

Таблица 5

Пр. №

ИЗТОК ЗАПАД

Гранично ниво

на шума, dB(A)

𝒉екр.необ,

долу m


горе m

Гранично ниво

на шума, dB(A)


долу m


горе m

1 50 0 0 50 0 0

2 50 0 0 50 0 0

3 50 0 0

4 50 1.1 1.4

5 35 3.9 6.3

6 35 2.8 3.8 35 2.8 4.1

7 35 2.9 4.1 35 2.6 1.2

8 35 2.9 4.1 35 2.8 3.8

9 35 3.4 5.4 35 2.6 3.5

10 35 4.6 7.1 35 2.6 1.4

11 35 2.1 3.7 35 2.2 3

12 35 2.9 4.1 35 2.2 3.1

13 35 1.9 3.1



25

Акустичните условия при отделните профили са различни, което обуславя

варирането на необходимата височина на екрана.

При избора на проектна височина вземаме предвид обстоятелствата:

1. От икономическа, технологическа и психологическа гледни точки, е

целесъобразно за височина на съоръжението да се приеме средно-претеглената

за различните профили.

2. В отделните участъци, където приетата височина е значително по-малка

от необходимата е икономически по-изгодно граничните нива на шума в

помещенията на сградите да бъдат постигнати чрез увеличаване на

звукоизолацията на дограмата на незащитените етажи.

3. Височината на екрана трябва да бъде кратна на модула на елементите,

от които ще бъде изградена конструкцията, в конкретния случай – 0.5 m.

4. Височината на съоръжението може да бъде различна от двете страни на

естакадата, но еднаква по цялата дължина на екрана.

Въз основа на резултатите, показани в табл. 1, приемаме:

1. Височина на съоръжението от източната страна – 4 m.

2. Височина на съоръжението от западната страна – 3.5 m.

Поради високите гранични нива на шума в помещенията на сградите (50

dB(A) за административни сгради) между профили 1 и 4 от източната страна, и

профили 1-6 от западната страна, при съществуващата градоустройствена

ситуация, не е необходимо да се изграждат транспортни шумозащитни екрани в

тези участъци.



26

Необходимата дължина на съоръжението за отделните профили се

определя по формулата:

ℓекр.необ = 2 𝑑2𝑅

𝑑1 + 𝑑2

2

− 𝑑22 + ℓзас.

Изчисленията са направени с помощта на модула Screen Project от пакета

Sound BG.

Получените необходими дължини са показани в табл. 6.

Таблица 6

Пр.

№ Разстояние между

профилите, m

ИЗТОК

𝓵екр.необ, m

ЗАПАД

𝓵екр.необ, m

1 0 0 20

2 0 0 314

3 0 507

4 36 191

5 183 198

6 180 180 183

7 181 179 44

8 181 180 104

9 182 179 77

10 183 179 126

11 175 176 65

12 181 176

138 13 171

Въз основа на резултатите, показани в табл. 6, правим следните изводи:

1. Необходимата дължина на екрана между отделните профили е по-

голяма от разстоянието между тях, от което следва, че екрана трябва да бъде

непрекъснат.

2. С цел защита на сградите, разположени в крайните профили от

източната страна - профили 5 и 13, екрана се удължава съответно с 35 и 171 m.



27

3. С цел защита на сградите, разположени в крайните профили от

западната страна - профили 6 и 12, екрана се удължава съответно със 180 и 176

m.

4. Като отчетем, че дължината на строителния модул е 6 m, приемаме

дължина на съоръжението от източната страна – от км 0+316 до км 1+648 или

ℓекр.необ = 1332 m.

5. Като отчетем, че дължината на строителния модул е 6 m, приемаме

дължина на съоръжението от западната страна – от км 0+449 до км 1+403 или

ℓекр.необ = 954 m.

РЕКАПИТУЛАЦИЯ (табл. 7).

Таблица 7

Страна Височина на екрана, m Дължина на екрана, m Площ на екрана, m2

Изток 4.0 1 332 5 328

Запад 3.5 954 3 339

Общо: 8 667

В приетия Общ устройствен план на гр. София, свободните територии

около бул. „Брюксел” от км 1+648 до км 2+454.76 от източната страна, и от км

1+403 до км 2+454.76 от западната, се предвиждат като смесени

мултифункционални зони (Смф) (фиг. 11), което позволява те да бъдат застроени

със сгради с многофункционално предназначение за обществено обслужване,

търговия, безвредни производства, жилища, спорт и атракции. Транспортните

шумозащитни екрани са линейни съоръжения, което позволява след

застрояването на тези територии, при положение, че е необходима защита на

новопостроените сгради, екраните да бъдат удължени.



28

Фиг. 11

III. Предложения за конструиране на транспортния шумозащитен екран

От акустична, конструктивна и архитектурна гледни точки транспортния

шумозащитен екран на естакадата на бул. „Брюксел” е целесъобразно да бъде

реализиран с комбинирана метална конструкция с носещи елементи двойно T-

профил, трислойни звукопоглъщащи панели и светлопрозрачни елементи от

органично стъкло, поради следните преимущества:

1. Трислойните звукопоглъщащи панели с перфорация повишават

акустичния ефект на съоръжението. От една страна те чувствително намаляват

отразения звук в пространството на естакадата, а от друга – повишават

акустична ефективност на екрана до +2 dB(A).

2. Светло-прозрачните елементи осигуряват видимост на пътуващите и

предотвратяват т.нар. тунелен ефект.



29

3. Този тип конструкция има ниска собствена маса (приведената маса е до

30 kg/m2), която не натоварва чувствително конструкцията на конзолата от

конструкцията на естакадата.

4. Конструкцията на ТШЕ е модулна сглобяема и технологично позволява

бърз монтаж.

5. Съществуват български производители на такъв тип конструкции, т.е. не

се налага тяхното внасянето от чужбина.

На фиг. 12 е дадена честотната характеристика на коефициента на

звукопоглъщане на метален трислоен панел, производство на фирма ТРАНСБАР,

гр. София.

Фиг. 12

На фигури 13, 14 и 15 са дадени елементи от фасадата на шумозащитния

екран (страна Изток и страна Запад), детайл на закрепване на металните стойки

на екрана върху конструкцията на естакадата и конструкцията на трислоен

перфориран звукопоглъщащ и звукоизолиращ панел.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

10

0

12

5

16

0

20

0

25

0

31

5

40

0

50

0

63

0

80

0

10

00

12

50

16

00

20

00

25

00

31

50

40

00

50

00

Ко

еф

иц

ие

нт

на

звук

оп

огл

ъщ

ане

α

Средни честоти на 1/3-октавни ленти, Hz



30

Фиг.

13

. Ф

рагм

ен

ти о

т ф

аса

дата

на е

кр

ан

а; 1

– ц

окълен

шум

оза

щите

н п

ан

ел –

2 б

р.; 2

– с

ветл

оп

розр

ачн

и

пан

ели о

т ор

ган

ичн

о с

тъкло (

нап

р. п

оли

мети

лм

ета

кр

илат

“Ple

xig

las

XT

” с

дебели

на 1

0 m

m –

2 б

р.; 3

– т

ри

слоен

пер

фор

иран з

вуко

погл

ъщ

ащ

и з

вуко

изо

лар

ащ

пан

ел –

Изт

ок -

2 б

р.,

Запад

– 1

бр.; 4

– м

ета

лна с

той

ка –

двой

но

Т-п

ро

фи

л



31

Фиг. 14. Детайл на закрепване на конструкцията на екрана върху конструкцията на естакадата



32

Фиг. 15. Конструкция на трислоен перфориран звукопоглъщащ и звукоизолиращ панел

На фиг. 16 е дадено проектното предложение на напречния разрез на

връхната конструкция на естакадата, а на фиг. 17 – детайл на закрепването на

конструкцията на екрана върху тротоарния блок при крилата на устоя.

Рехабилитация на естакада по бул. "Брюксел" - гр. София

Изготвил Подписдоц. д-р инж. Николай Николов

Дата05.2010

Обект:

от км 0+000 до км 2+454.76Участък:

Изпълнител Институт по Строителна Физика, Технологии и Логистикагр. София, ул. Ал. Жендов 1, e-mail [email protected]

АкустичнаЧаст: РПФаза:

Рехабилитация на естакада по бул. "Брюксел" - гр. София

Изготвил Подписдоц. д-р инж. Николай Николов

Дата05.2010

Обект:

от км 0+000 до км 2+454.76Участък:

Изпълнител Институт по Строителна Физика, Технологии и Логистикагр. София, ул. Ал. Жендов 1, e-mail [email protected]

АкустичнаЧаст: РПФаза:



35

За разработката на проекта е използвана следната литература

1. Наредба 6 за показателите за шум в околната среда, отчитащи степента на

дискомфорт през различните части на денонощието, граничните стойности на

показателите за шум в околната среда, методите за оценка на стойностите на

показателите за шум и на вредните ефекти от шума върху здравето на

населението, ДВ, 58/2006.7.

2. Наредба 2 за планиране и проектиране на комуникационно-транспортните

системи на урбанизирани територии. ДВ, 86/2004.

3. Николов, Н и др. Проектиране на транспортни шумозащитни екрани. Под

печат (www.acmo-2006.eu/library).

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. ГРАФИЧНИ ПРИЛОЖЕНИЯ



52

2. ФОТОАЛБУМ

1. Административна сграда

2. Административна сграда на NOVA TV

3. Административна сграда на UPS

4. Търговски център „Европа”



53

5. Бл. 28

6. Бл. 28

7. Бл. 20

8. Бл. 84



54

9. Бл. 15

10. Бл. 15

11. Бл. 104

12. Бл. 108



55

13. Бл. 13

14. Бл. 13

15. Бл. 119

16. Бл. 2



56

17. Бл. 3

Documents

bul. Bruksel - Ekran