Устройство для визуализации картины зашумленности городской застройки

 

Использование: акустика, борьба с шумом. Сущность изобретения: устройство для визуализации картины зашумленности городской застройки содержит модель источника звуковой энергии, модель городской застройки и средство оценки распределяемой энергии. Модель источника звуковой энергии выполнена в виде нихромовой нити, соединенной с источником тока и реостатом. Средство оценки распределяемой энергии выполнено в виде фотопластинки, совмещенной с основанием модели городской застройки. Линейный масштаб выполнения модели городской застройки выбран из отношения звуковой волны к длине световой волны. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при исследовании зашумленности транспортным и другим шумом существующих и вновь проектируемых жилых районов и микрора-йонов.

Отличительной особенностью современных городов в нашей стране и за рубежом является интенсивный их рост при ограниченных пространственных рамках. Это приводит к сближению, а зачастую к тесному переплетению различных функциональных зон города. В таких условиях неизбежно негативное влияние одних зон на другие. Особое значение при этом приобретают вопросы охраны окружающей среды и, в частности, защита городских застроек от шумового загрязнения.

Важным моментом в решении настоящих задач является количественная оценка распространения шума в условиях городской застройки, изучение закономерностей такого распространения в сложных условиях.

Известны различные экспериментальные способы количественной оценки зашумленности городских застроек. Наиболее целесообразно и доступно получать данные о снижении шума экспериментальным путем в ходе натурных измерений.

Однако проведение таких измерений очень сложно. Это связано с тем, что на территории жилых комплексов действуют одновременно несколько источников шума, поэтому шумовой фон чрезвычайно высок, невозможно ликвидировать шумовые помехи, влияние ветра и других атмосферных условий, искажающих картину распространения шума.

Наиболее благоприятные условия для решения задач градостроительной акустики создают эксперименты с использованием моделирования как одного из наиболее эффективных и экономичных методов исследования, позволяющего проводить их в условиях, максимально приближенных к реальным. Достоинство экспериментальных исследований на моделях осуществление физических наблюдений на основе идеальных условий, которые невозможно обеспечить в натуре.

Наиболее близким к заявленному является устройство для визуализации картины зашумленности городской застройки. Источник шума имитировался при помощи источника света, все отражающие поверхности выполнены из зеркал (фасады зданий), а измерение шума заменялось измерением освещенности.

Недостатком данного устройства является существенное отличие отражающих свойств зданий по отношению к звуку.

Известные модели занимают большие площади, в результате чего наглядные результаты исследований возможно получить только после тщательной обработки всех данных. Имеет место также ограниченная область применения, поскольку затруднено моделирование одновременно имеющихся в городской застройке источников шумов различного вида.

Сложность устройства обуславливают громоздкость модели городской застройки и моделей источников звуковой энергии. При этом наличие нескольких разновидностей источников шума городской застройки ограничивает область применения устройства. Значительную сложность представляет выполнение моделей транспортных источников шума сложной конфигурации (транспортных узлов и пересечений в разных уровнях, траекторий пролетов самолетов и т. п.).

Целью изобретения является упрощение метода моделирования и расширение области его применения за счет возможности моделирования различных конфигураций источников шума.

Цель достигается тем, что устройство для визуализации картины зашумленности городской застройки, включающее модель источника звуковой энергии модели городской застройки и средств измерения величины моделируемой энергии в различных точках модели городской застройки, в качестве модели источника звуковой энергии использована нихромовая нить с источником тока и реостатом, а средство регистрации величины распространяемой энергии представляет собой фотопластинку, которая совмещена с основанием модели городской застройки, при этом линейные размеры основания (территории) и зданий выбираются из соотношения: L_м/L_н λ₃ / λ_c где L_м линейные размеры моделей территории и зданий; L_н линейные размеры территории и зданий в натуре; λ₃ длина звуковой волны; λ_с длина световой волны.

На фиг. 1 и 2 показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из фотопластинки 1, моделей 2 зданий, нихромовой нити 3, реостата 4, диапроектора 5, киноэкрана 6, люксметра 7, светофильтра 8.

Устройство работает следующим образом.

Модели источников шума в виде изогнутой соответствующим образом нити 3 и модели 2 зданий помещают на фотопластинки 1. Реостатом 4 подбирают необходимую яркость свечений нитей 3. Заданная величина длины световой волны λ_c= 5,5 ˙10^-7 м обеспечивается. Затем экспонируют фотопластинку 1 в пределах исследуемой застройки, фиксируя время экспозиции. Поле фотопластинки 1 вне пределов исследуемой застройки закрывают непрозрачным материалом. После экспонирования непрозрачным материалом закрывают проэкспонированную часть фотопластинки, на незакрытую ее часть экспонируют прямолинейный источник света. Проявленную фотопластинку с помощью эпидиоскопа 5 проецируют на экран 6, увеличивая полученное изображение до необходимых размеров (фиг. 2). По степени освещенности каждого участка изображения судят о степени зашумленности городской застройки. Освещенность в исследуемых точках спроецированного на экран изображения измеряют люксметром 7, оттарированным в децибелах.

Для тарировки люксметра используют известную закономерность относительного снижения звука в пространстве: L_r=L_7,5-10 lgr, (1) где L_r уровень звукового давления в расчетной точке, дБ; L_7,5 уровень звукового давления на расстоянии 7,5 м от прямолинейного источника, дБ; r расстояние от источника до расчетной точки.

Зная значение уровня звука в источнике и используя уравнение (1), переходят к абсолютным значениям уровня звукового давления на расстоянии. Каждому абсолютному значению уровня звукового давления (изменяющихся на расстоянии) будет соответствовать определенная степень засветки фотопластинки и соответствующая ей степень освещенности увеличенного изображения на экране. Измеряя люксметром освещенность изображения на экране в местах, соответствующих рассчитанным значениям уровня звукового давления на свободной территории с помощью уравнения (1), проводят тарировку люксметра в децибелах с необходимой степенью точности (как правило, через 5, 2 или 1 дБ).

Измеряя люксметром освещенность в любых местах исследуемого изображения и сравнивая ее с освещенностью на тарировочной шкале, переходят к абсолютным значениям уровня звукового давления.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ КАРТИНЫ ЗАШУМЛЕННОСТИ ГОРОДСКОЙ ЗАСТРОЙКИ, содержащее модель источника звуковой энергии, модель городской застройки и средство оценки распределяемой энергии, отличающееся тем, что модель источника звуковой энергии выполнена в виде нихромовой нити, соединенной с источником тока и реостатом, а средство оценки распределяемой энергии выполнено в виде фотопластинки, совмещенной с основанием модели городской застройки, при этом линейный масштаб выполнения модели городской застройки выбран из соотношения L_м/L_н= λ_з/λ_c,
где L_м линейные размеры объектов модели городской застройки;
L_н линейные размеры объектов городской застройки в натуре;
λ_з длина звуковой волны, м;
λ_c длина световой волны, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2