СТО Газпром 2-3.5-177-2007

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГАЗПРОМ"

Общество с ограниченной ответственностью

"Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ"

Общество с ограниченной ответственностью

"Информационно-рекламный центр газовой промышленности"

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ДОКУМЕНТЫ НОРМАТИВНЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ,

СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ОАО «ГАЗПРОМ»

МЕТОДИКА РАСЧЕТА 
ПАРАМЕТРОВ ШУМОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ НА МЕСТНОСТИ С УЧЕТОМ ЛАНДШАФТА И КОМПОНОВКИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СТО Газпром 2-3.5-177-2007

ОКС 17.140.01

Дата введения - 2008-05-14

Предисловие

Содержание

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования для расчетного обеспечения параметров шумового воздействия компрессорных станций (КС) на их территории, на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и на селитебной территории с учетом ландшафта, метеорологических условий (далее также - метеоусловия) и компоновки компрессорных станций на стадии проектирования.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17187-81 Шумомеры. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 31295.1-2005 (ИСО 9613-1:1993) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 1. Расчет поглощения звука атмосферой

ГОСТ 31295.2-2005 (ИСО 9613-2:1996) Шум. Затухание звука при распространении на местности. Часть 2. Общий метод расчета

СТО Газпром 2-3.5-041-2005 Методика расчета уровней шума от компрессорных станций

СТО Газпром 2-2.1-127-2007 Регламент проведения акустического расчета на стадии проектирования компрессорных станций, дожимных компрессорных станций, компрессорных станций подземных хранилищ газа

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по соответствующим указателям, составленным на 1 января текущего года, и информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 уровень звукового давления: Десятикратный десятичный логарифм отношения квадрата звукового давления к квадрату порогового звукового давления (Р₀ = 2·10^-5 Па), дБ.

3.2 октавный уровень звукового давления: Уровень звукового давления в октавной полосе частот, дБ.

3.3 уровень звука: Уровень звукового давления шума в нормируемом диапазоне частот, корректированный по частотной характеристике А шумомера по ГОСТ 17187, дБ А.

3.4 уровень звуковой мощности: Десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности к пороговой звуковой мощности (w₀ = 10^-12 Вт).

4 Последовательность выполнения акустического расчета

4.1 Акустический расчет ожидаемых уровней звукового давления проводится в девяти октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

4.2 Акустический расчет выполняют в соответствии с СТО Газпром 2-2.1-127.

4.3 При проведении акустического расчета для определения ожидаемых уровней шума в расчетных точках L_р, дБ (дБА), необходимо учитывать влияние рельефа местности, метеоусловий, параметров грунта и компоновки КС.

4.4 Определение октавных уровней звукового давления L, дБ, в расчетных точках на границе СЗЗ и на селитебных территориях проводят в соответствии с СТО Газпром 2-2.1-127 по формуле

L = L_рi + 10 · lgF - 10·lgW - 20 · lgr - b_a·r/1000 - DL_с,                                (1)

DL_с =  + DL_л + DL_гр,                                                              (2)

Источник шума, находящийся над поверхностью территории или на ограждающих конструкциях зданий и сооружений, следует считать расположенным в пространстве при выполнении условия Н_иш > 0,5 r₁, где r₁ - расстояние от источника шума до расчетной точки; Н_иш - высота источника шума над поверхностью территории. Численные значения величины 10lgW составляют: 8 дБ при W = 2π и 11 дБ при W = 4π.

4.5 При учете звукоотражения имеет место повышение уровней звукового давления на приемнике. При этом следует учитывать уровень звуковой мощности источника шума L_р, дБ, через уровень звуковой мощности мнимого источника , дБ.

4.6 Уровень звука в расчетной точке L_A, дБА, на границе СЗЗ и на селитебных территориях вычисляют по формуле

,                                                      (3)

,                                                            (4)

4.7 Определение октавных уровней звукового давления L, дБ, в расчетных точках на территории КС проводят в соответствии с СТО Газпром 2-2.1-127 по формуле

L = L_рi + 10 · lgF - 10 · lgW - 15 · lgr - b_a · r/1000 - DL_с,                            (5)

4.8 Дополнительное снижение уровня звукового давления элементами окружающей среды DL_с, дБ, вычисляют по формуле

DL_с = DL_экр + DL_гр.                                                             (6)

4.9 Учет звукоотражения следует проводить согласно 4.5.

5 Расчетные зависимости для определения ожидаемых уровней шума на территории компрессорной станции, на границе санитарно-защитной зоны и на селитебной территории с учетом рельефа местности

5.1 Затухание из-за влияния рельефа местности DL_р, дБА, для поверхности земли любой формы вычисляют в соответствии с ГОСТ 31295.2 по формуле

,                                                    (7)

5.2 Определение затухания из-за влияния рельефа местности DL_р, дБА, по формуле (7) допустимо при следующих условиях:

- учитывается только уровень звука на приемнике;

- распространение звука происходит над пористой или смешанной поверхностью, большая часть которой пористая;

- шум не является тональным.

5.3 В случае отрицательного значения затухания из-за влияния рельефа местности DL_р его принимают равным нулю. Формулу (7) применяют при определении ожидаемых уровней шума на границе СЗЗ и селитебных территориях.

5.4 Затухание из-за влияния листвы учитывают только в случае, когда она плотная (не имеет просветов). Затухание в октавных полосах при распространении звука через плотную листву определяют по таблице 1.

Таблица 1

Затухание в октавных полосах при распространении звука через плотную листву DL_л, дБ

5.5 Длину траектории распространения звука через листву d_л, м, вычисляют по формуле

d_л = d₁ + d₂,                                                                       (8)

где d₁, d₂ - участки затухания, изображенные на рисунке 1, м.

Рисунок 1 - Затухание при распространении звука через листву

5.6 Для расчета затухания вследствие влияния листвы криволинейная траектория распространения звука по ветру аппроксимируется дугой окружности с радиусом 5000 м. Участки затухания могут быть представлены прямыми линиями на участках d₁ и d₂, наклоненными к земле под углом 15°.

5.7 При определении ожидаемых уровней шума на территории КС влияние рельефа местности не учитывают.

6 Расчетные зависимости для определения ожидаемых уровней шума на территории компрессорной станции, на границе санитарно-защитной зоны и на селитебной территории с учетом метеоусловий

6.1 Звукопоглощение атмосферой зависит от ее состава и особенно от концентрации водяных паров, изменяющейся в широких пределах, и определяется коэффициентом поглощения звука в воздухе b_a, дБ/км. Значения b_a для гармонических звуковых волн с частотами, равными среднегеометрическим частотам октавных полос, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Коэффициенты поглощения звука в воздухе b_a, дБ/км, при нормальном атмосферном давлении

6.2 В соответствии с ГОСТ 31295.2 необходимо знать уровень звука на селитебной территории и на границе СЗЗ L_A, дБА, усредненный на долгосрочном временном интервале, составляющем несколько месяцев или год. В этом случае уровень звука рассчитывают с учетом поправки на метеоусловия.

6.3 Поправку на метеоусловия DL_мет, дБА, для источника шума вычисляют по формуле

                                    (9)

6.4 Для источника, состоящего из группы точечных источников шума, высоту h_s принимают равной высоте доминирующего источника, а расстояние d_р - равным расстоянию от центра этого источника до приемника.

7 Расчетные зависимости для определения ожидаемых уровней шума на территории компрессорной станции, на границе санитарно-защитной зоны и на селитебной территории с учетом параметров грунта

7.1 Снижение уровня звукового давления, обусловленное влиянием грунта DL_гр, дБ, вычисляют по формуле

,                                 (10)

7.2 Расстояние от действительного источника звука до точки наблюдения, м, вычисляют по формуле

,                                                            (11)

7.3 Расстояние от мнимого источника звука до точки наблюдения r₂, м, вычисляют по формуле

.                                                         (12)

7.4 Модуль показателя отражения |Q| определяют из соотношения

Q = |Q| exp (id),                                                             (13)

где Q - показатель отражения;

i - мнимая единица.

7.5 Показатель отражения, в соответствии с публикацией [2], вычисляют по формуле

,                                   (14)

где b - приведенный адмитанс граничной поверхности;

q - угол падения звука на поверхность, град;

t - параметр, вычисляемый по формуле

;                                                  (15)

F(t) - параметр, вычисляемый по формуле

;                                                     (16)

а - параметр, вычисляемый по формуле

,                                                           (17)

где  - функция Ганкеля первого рода нулевого порядка;

x - параметр, вычисляемый по формуле

.                                                           (18)

7.6 Приведенный адмитанс граничной поверхности грунта b вычисляют по формуле

b = b_рrc,                                                                       (19)

где b_р - соответствующий адмитанс граничной поверхности;

r - плотность среды, кг/м³;

с - скорость звука в среде, м/с.

7.7 Угол падения звука на поверхность q, град, определяют через величину cosq по формуле

.                                                         (20)

7.8 Зависимость erfc (t), входящая в формулу (16), связана с дополнительной функцией ошибок и ее вычисляют по формуле

.                                                      (21)

7.9 Для расчета распространения звука на местности по формуле (10) необходимо задать импеданс граничной поверхности Z_р, кг/м²с, который принимают равным волновому сопротивлению грунта W_р, кг/м²с, согласно публикации [3]. Частотные характеристики волнового сопротивления определяют сопротивлением продуванию r_s, кг/м³с. Волновое сопротивление грунта W_р, кг/м²с, вычисляют по формуле

W_р = Wrс,                                                                       (22)

где W - величина волнового сопротивления грунта, отнесенная к волновому сопротивлению воздуха.

7.10 Величину волнового сопротивления грунта, отнесенную к волновому сопротивлению воздуха W, определяют по формуле

W = [1+ 0,0571(rf/r_s)^-0,754] + i · 0,0870 (rf/r_s)^-0,732,                                        (23)

где f - частота звуковых колебаний, Гц.

7.11 Структурные акустические свойства слоя на грунте представляют, аналогично случаю однородной основы, через характерное значение сопротивления продуванию , кг/м³с. Для определения волнового сопротивления состава слоя W_с вычисляют постоянную распространения g, м^-1, по формуле

.                            (24)

7.12 Безразмерную величину входного импеданса Z_с наружной поверхности слоя толщиной d, м, «нагруженного» на импеданс Z, вычисляют в соответствии с публикацией [4] по формуле

.                                                              (25)

7.13 Значение адмитанса b граничной поверхности с подстилающим слоем вычисляют по формуле

.                                                                         (26)

7.14 Величину коэффициента корреляции R₁₂ вычисляют по формуле

,                                               (27)

где S - площадь поверхности, на которой располагаются рассеивающие элементы, м²;

R - радиус рассеивающих элементов, м;

s₀ - эффективное сечение рассеивающих элементов, м²;

N - количество рассеивающих элементов.

7.15 Эффективное сечение для мнимого источника, формирующего отраженный звук, s₀, м², вычисляют по формуле

,                                                              (28)

где w - угловая частота, Гц.

7.16 В случае отрицательных значений правой части формулы (27) величину коэффициента R₁₂ следует принять равной нулю.

8 Расчетные зависимости для определения ожидаемых уровней шума на территории компрессорной станции, на границе санитарно-защитной зоны и на селитебной территории с учетом компоновки компрессорных станций

8.1 Определение доминирующих источников шума в зависимости от компоновки КС на территории КС, на границе СЗЗ и на селитебной территории следует проводить в соответствии с СТО Газпром 2-2.1-127.

8.2 Компоновка КС влияет на распространение звука вследствие его экранирования и отражения зданиями и сооружениями, расположенными на территории КС.

8.3 В соответствии с ГОСТ 31295.2 объект является барьером или экранирующим препятствием (далее - экран), если:

- поверхностная плотность его не менее 10 кг/м²;

- поверхность его сплошная (без больших разрывов или просветов);

- горизонтальный размер экрана в направлении, перпендикулярном к линии, соединяющей источник и приемник, должен быть больше длины звуковой волны l, м, с частотой, равной среднегеометрической частоте октавной полосы, т.е. l₁ + l_г > l, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Вид сверху на два экрана между источником шума S и приемником R

8.4 Допускается, что боковые кромки экрана вертикальны, верхняя кромка экрана является прямой линией, которая может быть наклонной.

8.5 При распространении звука по ветру при расчете затухания должна быть принята во внимание дифракция на верхней и вертикальных кромках экрана, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 - Пути распространения звука вокруг экрана

8.6 Затухание звука с учетом дифракции на верхней и вертикальных кромках экрана, , дБ, вычисляют по формуле

 = DL_экр - DL_пов,                                                          (29)

где DL_экр - затухание на экране для каждой октавной полосы частот, дБ;

DL_пов - затухание из-за влияния земли при отсутствии экрана, дБ.

В случае отрицательного значения затухания звука, с учетом дифракции на верхней и вертикальных кромках экрана, его принимают равным нулю.

8.7 При расчете затухания на экране DL_экр, дБ, предполагается, что имеется один основной путь распространения звука от источника шума к приемнику. Если данное предположение недействительно, то расчет выполняют для разных путей распространения звука, показанных на рисунке 3, и определяют суммарный результат как среднеквадратичное значение.

8.8 Затухание звука на экране для каждой октавной полосы частот DL_экр, дБ, для данного пути вычисляют по формуле

,                                              (30)

где K_пов - коэффициент, учитывающий эффект отражения от земли (K_пов = 20).

В случаях распространения звука над твердым грунтом, скальными породами и т.п. во внимание принимают отражение от земли звука мнимых источников и K_пов = 40;

K_мет - коэффициент, учитывающий влияние метеорологических условий;

K_диф - коэффициент, учитывающий дифракцию на верхних кромках.

При дифракции на одной кромке, как показано на рисунке 4, K_диф = 1, а при дифракции на двух кромках, как показано на рисунке 5, K_диф вычисляют по формуле

,                                                                   (31)

где е - расстояние между дифракционными кромками (см. рисунок 5), м;

z - разность длин путей распространения звука через дифракционную(ые) кромку (кромки) и прямого звука, м.

Рисунок 4 - Геометрические величины для определения разности длин путей распространения звука при дифракции на одной кромке

8.9 При дифракции на одной кромке (см. рисунок 4) разность длин путей распространения звука z, м, вычисляют по формуле

,                                                     (32)

8.10 Расстояния d_ss и d_sr измеряют по перпендикулярам, опущенным из источника шума и приемника на верхнюю кромку экрана. Значение а равно расстоянию между основаниями этих перпендикуляров вдоль верхней кромки.

8.11 Если линия, соединяющая источник шума S и приемник R, проходит над верхней кромкой экрана, то значение z будет отрицательным.

8.12 При дифракции на двух кромках (см. рисунок 5) разность длин путей z, м, вычисляют по формуле

.                                                       (33)

Рисунок 5 - Геометрические величины для определения разности длин путей распространения звука при дифракции на двух кромках

8.13 Коэффициент K_мет вычисляют по формуле

.                                              (34)

8.14 При дифракции на боковых кромках экрана (см. рисунок 3) K_мет = 1. В соответствии с ГОСТ 31295.2 при расстоянии от источника шума до приёмника менее 100 м K_мет = 1.

8.15 Затухание на экране DL_экр, дБ, в любой октавной полосе частот не следует принимать более 20 дБ в случае дифракции на одной кромке (тонкие экраны) и 25 дБ в случае дифракции на двух кромках (толстые экраны).

8.16 Экранирование может быть менее эффективным из-за отражения звука от других акустически твердых поверхностей вблизи траектории распространения звука от источника шума к приемнику или из-за многократных отражений звука между акустически твердым экраном и источником шума.

8.17 Звукоотражение имеет место при отражении звука от установленных под открытым небом навесов и от более или менее вертикальных поверхностей (например, отражение звука от фасадов зданий), что может быть причиной повышения уровней звукового давления на приемнике.

8.18 В соответствии с ГОСТ 31295.2 отражение звука от экрана рассчитывается для всех октавных полос частот, для которых выполнены следующие условия:

- вид зеркального изображения источника должен соответствовать рисунку 6;

- коэффициент звукоотражения у от экрана должен быть более 0,2;

- поверхность звукоотражения должна быть такой, чтобы для длины звуковой волны, соответствующей среднегеометрической частоте октавной полосы, соблюдалось условие

,                                                            (35)

где d_s,o - расстояние между точечным источником шума и точкой отражения на экране, м;

d_о,r - расстояние между точкой отражения на экране и приемником, м;

b - угол падения звуковой волны, рад;

l_min - минимальный размер (длина или высота) звукоотражающей плоскости, м.

Если хотя бы одно из данных условий не соблюдается для определенной октавной полосы частот, то звукоотражением в ней пренебрегают.

8.19 Уровень звуковой мощности мнимого источника , дБ, вычисляют по формуле

 = L_р + 10lgg + ПН',                                                                (36)

1 - экран; S - точечный источник шума; R - приемник; S_i - мнимый источник шума

Рисунок 6 - Зеркальное звукоотражение от экрана

8.20 Значения коэффициента звукоотражения g определяют по ГОСТ 31295.2.

8.21 Значения показателя направленности мнимого точечного источника шума в направлении на приемник ПН' определяют по СТО Газпром 2-3.5-041.

Приложение А
(обязательное)

Метод определения средней высоты траектории распространения звука

Среднюю высоту траектории распространения звука h_m, м, вычисляют по формуле

,                                                                        (А.1)

1 - точечный источник шума; 2 - приемник; 3 - поверхность земли;
F - площадь заштрихованной фигуры, м²; h_s - высота источника шума, м;
h_r - высота приемника шума, м; d - расстояние от источника шума до приемника, м
Рисунок А.1 - Площадь поверхности распространения звука над землей

Библиография

Ключевые слова: методика, расчет, параметры, шумовое воздействие, компрессорные станции, ландшафт, компоновка, проектирование, уровни шума, метеоусловия