بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی و محاسبه میزان کاهش آلودگی صوتی ناشی از بکارگیری فضای سبز به همراه موانع صوتی
چکیده
امروزه در اغلب شهرهای دنیا صدای ناشی از وسائط نقلیه یکی از متداول ترین منابع آلودگی صدا می باشد..نصب موانع صوتی متداولترین روش برای کاهش آلودگی صدا می باشد. عامل بسیار حائز اهمیت در طراحی موانع، عامل زیبایی شناسی و تأثیر آن برمحیط اطراف میباشد. کاشت پوشش گیاهی بومی در پشت موانع در سویی که منازل قرار گرفتهاند، ضروری میباشد. بنابراین منظور نمودن عامل زیبایی شناسی در طراحی موانع و سازگاری آنان با محیط پیرامون ضروری بهنظر می رسد.
مقرر کردن پوشش گیاهی و فضای سبز در پیرامون موانع به منظور کنترل آلودگی هوا، گرد و غبار و نور و کم کردن فشارهای عصبی و روحی رانندگان و ساکنین مناطق همجوار و در نظر گرفتن راحتی و آسایش و نیاز تفرجی این افراد با ایجاد پارک خطی بین بافت مسکونی و جاده ضروری بنظر می رسد لذا در این راستا ایجاد تنوع مطلوب در طرح با توجه به پوشش گیاهی متنوع از لحاظ نوع، بافت، رنگ، فرم به نحوی که به آشفتگی بصری نیانجامد، ایجاد تنوع در طول مسیر بزرگراه با طراحی متنوع و متناوب مانع صوتی و ایجاد تنوع مطلوب در فضاها و تجربیات احساسی و کیفیت فعالیتها در طراحی پارک خطی پیرامونی لازم بنظر می رسد .
گیاهان عوامل بسیار موثری در کنار موانع صوتی هستند و نقش هائی چون مخفی کردن مانع پوشاندن آن بطور کامل تاثیر حیات بخشی به عوامل مصنوع، زیبا سازی منظر، ایجاد نقاط کانونی در طول مانع را ایفا می کنند.در این مقاله به محاسبات مربوط به کاهش آلودگی صوتی ناشی از بکارگیری موانع صوتی با استفاده از روش هندسی با استفاده از عدد فرنل و منحنی مربوطه پرداخته می شود و در ادامه به محاسبه میزان کاهش صدا در نتیجه استفاده از فضای سبزمی پردازیم.
کلمات کليدي: فضاي سبز،عدد فرنل، اختالف طول مسير،اثرات بصري،آلودگي صوتي.
مقدمه
موانع صوتی غالباﹰ از نظر بصری، ساختاربارز و برجسته ای دارند و عناصر ناهمگونی با محیط اطرافشان هستند . در مراحل طراحی و ساخت ، این موضوع دارای اهمیت است که موانع صوتی جدید با منظرش همانقدر همگونی داشته باشد که با خیابان و کاربرد عملی اش. استفاده از گیاهان به نحوی که موانع صوتی دیده نشوند خصوصاﹰ در منظر سازی ، یکی از راهبردهای عملی در این زمینه می باشد.
در خصوص نقش فضای سبز در محافظت از آلودگی های زیست محیطی و منافع آن برای انسان باید ذکر کرد فضای سبز کیفیت زندگی ما را بهبود می بخشد از چند جهت: کاربردی – تفریحی تفرجی و زیبا سازی . فواید دیگر آن شامل این مواردند : کنترل فرسایش خاک و تثبیت ذرات خاک که باعث بالا بردن ارزش حیاتی خاک می شود . بهبود بخشیدن به حفاظت از منابع آب زیرزمینی و کنترل سیل ، افزایش میزان تجزیه زیستی مواد ارگانیک ، تسریع تجدید خاکهای تخریب شده ، تعدیل دمای شهر ، تقلیل صدا ، اشعه و آلودگی بصری ، ایجاد امنیت در هدایت اتومبیل در حاشیه خیابان و بهبود بخشیدن به پاکیزگی هوا ، پایین آوردن خطر آتش سوزی در مقایسه با فضای باز ، شکستن آتش توسط فضای سبز و ایجاد امنیت در نواحی که تمایل زیادی به دیده شدن آنها وجود ندارد . ارزشهای تفرجی شامل سطوحی بمنظور ورزش با هزینه کم و فعالیتهای تفریحی ، افزایش بهداشت فیزیکی و فعالیتهای دسته جمعی و ایجاد بهسازی محیطی برای انسان . منافع زیبا سازی شامل افزودن زیبایی و جذابیت ، ارتباط کاملی بین منظر سازی توسط اکوسیستمی از گلها ، بوته ها و درختان ، بهبود بهداشت روانی با تاثیرات مثبت درمانی ، هارمونی اجتماعی و سازگاری ، اصلاح و بهبود بازده کار ایجاد زندگی با کفیت بهتر خصوصاﹰ در مناطق شهری پر جمعیت.
تعريف موانع صوتي
موانع صوتی سازههای چگال، محکم و مقاومی هستندکه میتوانند با ایجاد فاصله بین منبع صدا و گیرنده صدا میزان صدای دریافتی توسط گیرنده را کاهش دهند و معمولاﹰ بدین منظور در امتداد بزرگراه ها نصب میگردد. شکل ( 1 )، نحوه عمل مانع در برابر موج صوتی را نشان میدهد.
موج صوتی برخوردی به مانع یا از آن عبور میکند، یا به عنوان موج بازتابی برمیگردد و یا در داخل سازه مانع جذب میگردد. با توجه به حضور مانع در مقابل منبع صدا، منطقه بسیار آرامی در پشت مانع بوجود میآید که از آن تحت عنوان سایه آکوستیکی١ نام میبرند.
لازم به توضیح است که سازههای مذکور به طور کامل سد راه صدا نمیشوند. موانع کارآمد عمدتاﹰ ٥ تا ١٠ دسیبل از میزان صدا کاسته و بلندی آن ر ابه نصف میرسانند. به عنوان مثال مانعی که ١٠ دسیبل از صدا میکاهد میتواند صدای یک تریلی را تا حد صدای یک اتومبیل کاهش دهد. موانع میتوانند از جنس خاکریز و مواد زمینی و یا از نوع دیوارهای قائم بوده و یا به صورت ترکیبی از هر دو مورد باشند. موانع زمینی از ظاهری طبیعی برخوردار بوده و عمدتاﹰ جذاب میباشند.
موانع زمینی در شرایط یکسان میتوانند صدا را تقریباﹰ ٣ دسیبل بیشتر از دیوارها کاهش دهند. در هر صورت در مقام مقایسه از نقطه نظر اشغال فضا، موانع زمینی خصوصاﹰ در مواقعی که از ارتفاع بیشتری برخوردارند فضای بیشتری را میطلبند. در حالی که دیوارها فضای کمتری را اشغال میسازند. شایان ذکر است که به دلیل مسائل زیبایی شناختی حداکثر ارتفاع مجاز برای دیوارها ٨ متر میباشد.
محاسبات موانع
براساس شکل ( ( 1 مانعی ما بین منبع صدا و گیرنده صدا قرار گرفته است. در صورت عدم حضور مانع، امواج صوتی به صورت مستقیم بین منبع صدا و گیرنده در حرکت خواهند بودکه با توجه به شکل به صورت فاصله d نمایش داده شده است.
چنانچه در همان محل مانعی قرار گیرد، با توجه به حضور ما نع امواج صوت باید در ابتدا مسیر از منبع تا بالای مانع (فاصله (a را طی نموده و سپس از بالای رأس مانع تا گیرنده صوت (فاصله (d را طی نماید. آنچه که باعث میگردد با استفاده از مانع صوتی، میزان صوت ارسالی به گیرنده کاهش قابل ملاحظهای نماید، بحث اختلاف طول مسیر١ میباشد.برای تعیین میزان اختلاف طول مسیر ، مقدار d را از مجموع a+d کم می نماییم.
وضعیت و شکل هندسی انتشار صوت از بالای مانع در شکل موانع صوتی نازک نمایش داده شده است. فاصله منبع تا مانع
(DSB)، مانع تا گیرنده (DSR)، ارتفاع منبع (HS)، ارتفاع گیرنده (HR) و ارتفاع مانع (HB) کاملاﹰ مشهود است. اختلاف طول مسیر تحت عنوان دلتا (δ) نمایش داده میشود که با استفاده از رابطه ذیل قابل اندازه گیری است.
اصوات با فرکانس پایین پس از برخورد به مانع به سمت پایین مانع شکسته شده ولی اصوات با فرکانس بالا پس از برخورد به رأس مانع از بالای مانع شکست حاصل نموده و دور میشوند.
مطابق تئوری امواج ، بهتر است قبل از انجام هر کاری میزان عدد فرنل را جهت تصمیمگیری در اجرای موانع صوتی محاسبه نماییم.
از آنجایی که میباشد، برای محاسبه عدد فرنل میتوان از طریق رابطه فوق مقدار مساوی طول موج را در داخل عبارت اصلی قرار داد.
چنانچه اختلاف طول مسیر در واحد متر محاسبه شود، پس سرعت باید براساس واحد متر بر ثانیه باشد، اما اگر محاسبه δ بر اساس واحد فوت انجام گردد، در نتیجه سرعت صوت باید براساس واحد فوت بر ثانیه محاسبه شود و روابط ذیل جهت محاسبه عدد فرنل ارائه میگردد.
این مسئله کاملاﹰ واضح و مشخص است که به منظور تعیین عدد فرنل (N) فرکانس صوت باید شناسایی گردد و یا اگر صدا محدوده فرکانسی وسیعی دارد ( فرکانسهای با باند پهن) تعدادی از آن فرکانسها به عنوان نماینده کل محدوده فرکانس انتخاب گردد، با توجه به اکثریت منابع، فرکانس ٥٠٠ هرتز به عنوان شاخص اصوات ناشی از سر و صدای ترافیکی در پیشبینی صدمات زیست محیطی مورد استفاده قرار میگیرد.
میزان کاهش صوتی موانع در خصوص منبع نقطهای با فرض نامحدود بودن مانع (مانع با طول زیاد) به صورت ذیل قابل محاسبه میباشد:
در صورتی که عدد فرنل بوده که برابر با می باش و φ زاویهای است که از خط اتصال منابع صدا و گیرنده و خط عمودی به سمت مانع به دست میآید. نکته قابل توجه این است که خط اتصال منبع صوتی به گیرنده، الزاماﹰ همانند خط اتصال منبع صوتی به مانع نباید عمودی یا قائم باشد.
در خصوص منابع خطی، میزان کاهش صوتی توسط مانع با فرض نامحدود بودن (انحنا طول زیاد) توسط انتگرالگیری از معادله در محدوده شکل ذیل حاصل میگردد.
درشکل زیرارتباط عدد فرنل و میزان کاهش صوتی منابع در خصوص منابع نقطهای و خطی به شکل دو منحنی نمایش داده شده است. منابع نقطهای صدا به صورت ماشینآلات ثابت، کامیون، لوکوموتیو با استفاده از منحنی بالائی و منابع خطی به شکل جریان مستمر ترافیک در بزرگراهها، صدای چرخ قطار و سایر منابع با استفاده از منحنی پایینی قابل بررسی میباشند.
با توجه به وضعیت منابع خطی و نقطهای میزان کاهش صوتی حاصله توسط موانع در خصوص منابع خطی کمتر از منابع نقطهای میباشد.
لازم به توضیح است که چنانچه مانع نتواند از عبور صدا جلوگیری نماید میزان ترازهای صوتی در منطقه سایه آکوستیکی افزایش خواهد یافت. برای جلوگیری از این مسئله بهتر است از موادی همانند چوب سخت، بتون و یا زمین تپهای شکل (Berm) با همان طول موانع مرسوم با غلظت یا دانسیته سطحی به میزان به صورت بدون حفره و فاصله ساخته شود.
بررسی نحوه تاثیر استفاده از فضای سبز به همراه موانع صوتی در کاهش آلودگی صدا
استفاده از گیاهان
گیاهکاری بخش ضروری در طراحی محیط بوده و باید در بیشتر حالات در طراحی و برنامه ریزی موانع در نظر گرفته شود .
گیاهکاری تاثیر مناسبی از نظر بصری داشته و معمولاﹰ روی مانع به کار می رود. (شکل ۳)
گیاهکاری در بسیاری ازحالات می تواند مانع را به طور جزئی و یا به طور کامل مخفی نماید.گیاهکاری می تواند همچنین در اطراف مانع انجام شود که باعث کاهش اثرات بصری خواهد شد.(شکل۴)
