RU2058601C1

RU2058601C1 - Device for displaying picture of noise intensity in city area

Info

Publication number: RU2058601C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Сафонов; Юрий Иванович Захаров; Владимир Эдуардович Абракитов
Original assignee: Владимир Васильевич Сафонов; Юрий Иванович Захаров; Владимир Эдуардович Абракитов
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: acoustics. SUBSTANCE: device has model of sound source, model of city area with buildings and unit for assessment of sound distribution. Sound source model is designed as Nichrome alloy thread, which is connected to current source and rheostat. Unit for assessment of sound distribution is designed as photo plate, which is aligned with base of model of city area with buildings. Linear scale of city map conforms to ratio of length of acoustic wave to length of light wave. EFFECT: increased functional capabilities. 2 dwg

Description

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. The invention relates to measuring equipment and may find application in the study of traffic noise and other noise of existing and newly designed residential areas and micro-regions.

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. A distinctive feature of modern cities in our country and abroad is their intensive growth with limited spatial boundaries. This leads to rapprochement, and often to a close interweaving of various functional zones of the city. Under such conditions, the negative influence of some zones on others is inevitable. Of particular importance are environmental issues and, in particular, the protection of urban buildings from noise pollution.

Важным моментом в решении настоящих задач является количественная оценка распространения шума в условиях городской застройки, изучение закономерностей такого распространения в сложных условиях. An important point in solving these problems is the quantitative assessment of noise propagation in urban areas, the study of the laws of such propagation in difficult conditions.

Известны различные экспериментальные способы количественной оценки зашумленности городских застроек. Наиболее целесообразно и доступно получать данные о снижении шума экспериментальным путем в ходе натурных измерений. There are various experimental methods for quantifying noise levels in urban areas. It is most expedient and accessible to obtain data on noise reduction experimentally during field measurements.

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. However, carrying out such measurements is very difficult. This is due to the fact that several noise sources act simultaneously on the territory of residential complexes, so the noise background is extremely high, it is impossible to eliminate noise interference, the influence of wind and other atmospheric conditions that distort the picture of noise propagation.

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. The most favorable conditions for solving the problems of urban acoustics are created by experiments using modeling as one of the most effective and economical research methods, which allows them to be carried out under conditions as close as possible to real ones. The advantage of experimental studies on models is the implementation of physical observations based on ideal conditions that cannot be provided in kind.

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. Closest to the claimed is a device for visualizing a picture of the noise of urban development. The noise source was simulated using a light source, all reflective surfaces were made of mirrors (building facades), and the noise measurement was replaced by a measurement of illumination.

Недостатком данного устройства является существенное отличие отражающих свойств зданий по отношению к звуку. The disadvantage of this device is the significant difference between the reflective properties of buildings with respect to sound.

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. Well-known models occupy large areas, as a result of which visual research results can be obtained only after careful processing of all data. There is also a limited scope, since it is difficult to simulate various types of noise sources simultaneously available in urban development.

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.). The complexity of the device is determined by the bulkiness of urban development models and models of sound energy sources. Moreover, the presence of several varieties of noise sources in urban areas limits the scope of the device. Significant complexity is the implementation of models of transport noise sources of complex configuration (transport nodes and intersections at different levels, flight paths of aircraft, etc.).

Целью изобретения является упрощение метода моделирования и расширение области его применения за счет возможности моделирования различных конфигураций источников шума. The aim of the invention is to simplify the modeling method and expand its scope due to the possibility of modeling various configurations of noise sources.

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.The goal is achieved in that a device for visualizing the noise pattern of a city building, including a model of a sound energy source of a city building model and means for measuring the magnitude of the modeled energy at various points of a city building model, uses a nichrome thread with a current source and a rheostat as a model of sound energy, and the means of recording the magnitude of the distributed energy is a photographic plate that is combined with the base of the urban development model, while nye base sizes (areas) and buildings are selected from the relationship:
L _m / L _n λ ₃ / λ _c where L _m linear dimensions of the models of the territory and buildings;
L _{n the} linear dimensions of the territory and buildings in kind;
λ ₃ sound wavelength;
λ _c light wavelength.

На фиг. 1 и 2 показано предлагаемое устройство. In FIG. 1 and 2 show the proposed device.

Устройство состоит из фотопластинки 1, моделей 2 зданий, нихромовой нити 3, реостата 4, диапроектора 5, киноэкрана 6, люксметра 7, светофильтра 8. The device consists of a photographic plate 1, models of buildings 2, a nichrome thread 3, a rheostat 4, a slide projector 5, a movie screen 6, a light meter 7, a light filter 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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.Models of noise sources in the form of an appropriately bent filament 3 and a model 2 of buildings are placed on photographic plates 1. Rheostat 4 selects the necessary brightness of the glow of filaments 3. The specified value of the light wavelength λ _c = 5.5 · 10 ^-7 m is provided. Then expose the photographic plate 1 within the studied buildings, fixing the exposure time. The field of photographic plate 1 outside the investigated buildings is covered with opaque material. After exposure with an opaque material, the exposed part of the photographic plate is closed, and a rectilinear light source is exposed on its uncovered part. The developed photographic plate with the help of an epidemioscope 5 is projected onto the screen 6, increasing the received image to the required size (Fig. 2). By the degree of illumination of each section of the image, the degree of noise of the urban area is judged. The illumination at the test points of the image projected onto the screen is measured with a luxmeter 7 calibrated in decibels.

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.For calibration of the light meter, a well-known pattern of relative decrease in sound in space is used:
L _r = L _7.5 -10 lgr, (1) where L _{r is} the sound pressure level at the design point, dB;
L _7.5 sound pressure level at a distance of 7.5 m from a rectilinear source, dB;
r distance from the source to the calculated point.

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). Knowing the value of the sound level in the source and using equation (1), we pass to the absolute values of the sound pressure level at a distance. Each absolute value of the sound pressure level (varying at a distance) will correspond to a certain degree of illumination of the photographic plate and the corresponding degree of illumination of the enlarged image on the screen. By measuring the illumination of the image on the screen in places corresponding to the calculated values of the sound pressure level in the free territory using equation (1), calibrate the luxmeter in decibels with the required degree of accuracy (usually after 5, 2 or 1 dB).

Измеряя люксметром освещенность в любых местах исследуемого изображения и сравнивая ее с освещенностью на тарировочной шкале, переходят к абсолютным значениям уровня звукового давления. Measuring the illumination with a light meter in any places of the image under study and comparing it with the illumination on the calibration scale, we pass to the absolute values of the sound pressure level.

Claims

DEVICE FOR VISUALIZING A NOISE PICTURE OF A CITY BUILDING, containing a model of a sound energy source, a model of a city building and means for evaluating the distributed energy, characterized in that the model of a sound energy source is made in the form of a nichrome thread connected to a current source and a rheostat, and the means for evaluating the distributed energy is made in the form of a photographic plate combined with the base of the urban development model, and the linear scale of the urban development model is selected from the ratio
L _m / L _n = λ _s / λ _c ,
where L _{m the} linear dimensions of the objects of the urban development model;
L _{n the} linear dimensions of urban buildings in kind;
λ _z the sound wavelength, m;
λ _c light wavelength, m