Мониторинг шумового воздействия предприятия

Оценка акустического воздействия крупных промышленных предприятий представляет сложную задачу, так как существующие методические подходы при оценке сложных технологических процессов на больших площадях производственных территорий не позволяют получить адекватные результаты, что зачастую приводит к разработке неоправданных мероприятий и, как следствие, неэффективному использованию материальных средств предприятия.

Основными нормативными документами, в соответствии с которыми проводится расчет зон шумового дискомфорта, являются строительные нормы СНиП 23−03—2003 «Защита от шума», СП 23−103—2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий». 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 бюджетных средств на реализацию неоправданных мероприятий (вместо внедрения, например, более энергоэффективных и экологичных технологий).

Для получения достоверных результатов для крупных промышленных объектов целесообразно разработать особый порядок определения зоны шумового дискомфорта на основании утвержденных методик. Ниже рассмотрены особенности предприятий, обусловливающие потребность в новом подходе.

В таких производствах количество источников шумового воздействия может достигать порядка нескольких тысяч, однако значимых источников, как раз и определяющих уровень акустического воздействия, намного меньше, но, согласно принятому в настоящее время порядку, требуется проведение полной инвентаризации источников шума.

Данная работа по выявлению и оценке всех источников крайне трудоемка (а следовательно, и затратна) и, как правило, растянута во времени, вследствие чего не успевает за изменениями, постоянно происходящими на производстве, и к тому же к моменту ее завершения уже не отражает истинную картину.

Указанные выше 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 [3]. Кроме того, при суммировании двух или более источников, источник, уровень которого на 20 дБА меньше, чем источник с большим уровнем, уже не дает прибавки к среднему уровню звука [4]. 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 (ГОСТ 12.1.050—86 «Методы измерения шума на рабочих местах») в большинстве случаев дают достоверные результаты, однако в некоторых ситуациях практически не применимы. Общеизвестная формула применима только для свободного поля, т. е. полностью открытого пространства:

где L_pm — уровень звукового давления в расчетной точке, дБ; 1_ВЫХ — уровень звуковой мощности источника, дБ; г — расстояние от источника шума до расчетной точки, м; Ф — фактор направленности источника шума, Ф = 1; — коэффициент, учитывающий затухание звука в атмосфере, дБ/км; <�Г2 — пространственный угол излучения звука; Q = 2я — для источников шума (ИШ), расположенных на поверхности территории или ограждающих конструкциях зданий; Г2 = 4тг — для ИШ, расположенных в пространстве, применима только для свободного поля, т. е. полностью открытого пространства.

Определение уровня звуковой мощности часто наталкивается на ряд практических трудностей, таких как 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 м). 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, но закону квадрата расстояния, но математическая зависимость снижения уровня звукового давления четко не определена [3].

Предприятия развиваются, требуется разработка новой проектной и природоохранной документации, отвечающей потребностям предприятия в рациональном использовании 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, но 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. На первом этапе 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 (УЗМ) 80—100 дБ, А и более, источники с УЗМ 60 дБ, А и менее могут быть исключены из расчета. По полученным данным производится расчет зоны шумового дискомфорта.

На втором этапе проводятся натурные измерения на территории предприятия, которые направлены не на определение уровней звукового давления отдельных объектов, а на выявление наиболее шумных зон и формирование общей картины уровней звукового давления на территории. Далее производится расчет по полученным уровням звукового давления в результате проведенных натурных измерений.

На третьем этапе сопоставляются первые два, проводятся анализ полученных значений (расчетные значения на территории жилой застройки и на границе ССЗ 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 уменьшению шумового воздействия.

В результате — получение более достоверных результатов, сокращение время разработки документации, возможность избежать ненужных расходов на неоправданные природоохранные мероприятия. Ниже представлена схема возможного распределения сэкономленных средетв (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Метод экономии средств.

Предложенный метод апробирован на примере крупных нефтеперерабатывающих предприятий и показал свою эффективность. Адекватность полученных в результате проведенных расчетов уровней звука подтверждена контрольными измерениями.

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