Theo Khảo sát Thái độ Tiếng ồn Quốc gia năm 2012, trên toàn nước Anh, 5 triệu người (8%) cực kỳ bị làm phiền bởi tiếng ồn giao thông và 55% bị quấy rầy bởi tiếng ồn giao thông ở một mức độ nào đó. Hậu quả bất lợi chính của tiếng ồn giao thông là gây khó chịu và rối loạn giấc ngủ nhưng nó cản trở việc nghỉ ngơi, tập trung và giao tiếp bằng lời nói và gây bất lợi cho việc học tập và kết quả học tập của trẻ em. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã ước tính rằng gánh nặng hàng năm của các bệnh liên quan đến tiếng ồn giao thông ở EU tương ứng với việc mỗi người dân mất hai ngày mỗi năm và các yếu tố môi trường, ô nhiễm không khí được ước tính là có gánh nặng bệnh tật lớn hơn.
Giảm tiếng ồn giao thông hiệu quả có thể đồng nghĩa với việc thu được lợi nhuận kinh tế đáng kể và tác động tích cực đến sức khỏe và hạnh phúc cộng đồng. Cách hiệu quả nhất để giảm tiếng ồn giao thông là giảm phát thải tiếng ồn tại nguồn, ví dụ, bằng cách sử dụng nhiều xe điện hơn, bằng cách đưa ra các quy định yêu cầu động cơ, lốp xe hoặc mặt đường êm hơn. Tuy nhiên, những phương pháp này thường khó thực hiện vì lý do kinh tế, quy hoạch thành phố hoặc chính trị. Các rào cản tiếng ồn là một cách tiêu chuẩn để giảm tiếng ồn giao thông giữa đường bộ hoặc đường sắt và nhà ở. Một rào chắn tiếng ồn cao 3 m được đặt gần đường phải giảm mức ồn ít nhất 10 DB trên một khu vực rộng ở phía bên kia của rào cản. Giảm 10 DB là đáng kể vì nó tương ứng với giảm một nửa âm lượng. Trong phần trình bày này, chúng tôi đưa ra một số giải pháp thay thế cho các rào cản tiếng ồn để giảm tiếng ồn khi nó truyền từ nguồn đến máy thu dựa trên những đóng góp của Đại học Mở cho dự án được tài trợ bởi Chương trình khung thứ bảy của Liên minh Châu Âu (FP7 / 2007–2013) theo thỏa thuận tài trợ số 234306. Dự án hợp tác HOSANNA5, mỗi phương pháp sẽ không giảm được 10 DB. Tuy nhiên, có thể kết hợp các phương pháp để tăng mức giảm và trong mọi trường hợp, mức giảm thậm chí 5 DB sẽ rõ ràng là đáng chú ý. Việc giảm 3 DB, mặc dù chỉ đáng chú ý, thể hiện sự giảm một nửa năng lượng âm thanh.
Thành phố “xanh hóa” giúp giảm mức độ tiếng ồn tổng thể. Mức độ tiếng ồn thấp hơn ở các thành phố 'xanh hơn', một nghiên cứu so sánh gần đây về mức độ tiếng ồn ở tám thành phố của Vương quốc Anh và sáu thành phố của EU6 đã chỉ ra rằng mức độ tiếng ồn tổng thể phụ thuộc vào tỷ lệ và sự phân bố của các khu vực xanh và mặt đất xốp. Hình 1 (a) minh họa điểm này cho các thành phố EU. Hình 1 (b) cho thấy mức độ âm thanh có xu hướng cao hơn ở các thành phố của Vương quốc Anh với mật độ xây dựng cao hơn và có ít khu vực xanh hơn trong phạm vi 30 km2 của trung tâm thành phố.
Mức tiếng ồn tối đa do các phương tiện giao thông cá nhân giảm 6 dB mỗi lần tăng gấp đôi khoảng cách từ đường, trong khi mức năng lượng liên tục tương đương từ một con đường thẳng dài giảm 3 dB mỗi lần nhân đôi khoảng cách (lan rộng hình trụ). Một nguyên tắc tương tự cũng áp dụng cho mức ồn đường sắt trung bình tương đương về năng lượng. Khi thực hiện các tính toán lập bản đồ tiếng ồn theo yêu cầu của Chỉ thị tiếng ồn môi trường 8 của EU, toàn bộ mạng lưới giao thông phải được xem xét cùng với các điều kiện lan truyền hiện có. Cũng giảm do sự lan truyền mặt sóng, việc giảm mức âm thanh theo khoảng cách bị ảnh hưởng bởi trạng thái của bầu khí quyển gần mặt đất, đặc biệt là bởi gió và nhiệt độ và sự hỗn loạn dẫn đến dao động mức âm thanh. Cách nguồn ồn lên đến khoảng 300 m, sự hiện diện của mặt đất hoặc các bề mặt khác ảnh hưởng đáng kể đến mức độ trung bình. Ở khoảng cách xa hơn, các hiệu ứng khí tượng có xu hướng quan trọng hơn. Khi nguồn âm nằm trên mặt đất, sóng âm phản xạ từ mặt đất kết hợp với sóng truyền trực tiếp từ nguồn. Nếu sóng âm thanh đến dọc theo hai con đường là cùng pha, đúng ở một số tần số, thì sẽ có mức tăng lên. Khi chúng lệch pha, điều này sẽ xảy ra ở các tần số khác, tổng âm thanh sẽ nhỏ hơn. Những tương tác này được gọi là hiệu ứng mặt đất. Sự giảm mức độ âm thanh đôi khi được gọi là sự hấp thụ mặt đất và rất quan trọng đối với tiếng ồn vận chuyển bề mặt. Nó phụ thuộc vào loại bề mặt đất và vị trí của các nguồn và máy thu. Đề án tính toán tiếng ồn giao thông đường bộ (CRTN) 9, được sử dụng để đánh giá khả năng đủ điều kiện cách âm của những ngôi nhà gần các con đường mới hoặc được cải thiện ở Vương quốc Anh, bao gồm một khoản phụ cấp cho việc giảm thêm mức độ "Nếu bề mặt đất giữa mép của đường xe chạy gần của con đường hoặc đoạn đường và điểm tiếp nhận có tính chất hấp thụ toàn bộ hoặc một phần. Mức giảm thêm phụ thuộc vào độ cao trung bình của âm thanh truyền từ nguồn đường đến các vị trí quan tâm và khoảng cách di chuyển trên nền đất yếu. Đối với chiều cao đường đi trung bình là 1,5 m và khoảng cách 50 m tính từ phía gần nhất của đường bộ hoặc đường sắt, CRTN và CRN dự đoán mức giảm đất yếu tương ứng là 4 dB và 1 dB. Mức giảm thấp hơn đối với tiếng ồn đường sắt phù hợp với các nguồn bánh xe/ đường sắt (trên đỉnh đường ray phía trên tà vẹt CRN bao gồm mức giảm thêm 1,5 dB do bản chất xốp (hấp thụ âm thanh) của chấn lưu. Vì một lý do tương tự, việc sử dụng đường ray tấm xốp chứ không phải xốp được ưu tiên khi xây dựng các liên kết đường sắt cao tốc và mặt đường xốp được ưu tiên hơn đối với nhựa đường cán nóng không xốp 11. Việc đưa vào các khu vực cỏ giữa và dọc theo đường xe điện đã được chứng minh là giúp giảm tiếng ồn có thể nhận thấy 12. Các phép đo đặc tính âm học của bề mặt nền và tính toán số lượng mức ồn do đường đô thị 2 làn xe (5% xe hạng nặng, 95% xe hạng nhẹ, di chuyển với tốc độ 50 km / h), giúp xác định độ đầm ít hơn (tức là ít được cắt xén và cuộn) đồng cỏ sẽ đạt được mức giảm mặt đất 'mềm' cao nhất. Mức giảm mặt đất yếu là 5 dB, tương tự như 4 dB được dự đoán bởi CRTN, được dự đoán nếu một máy thu cao 1,5 m được đặt cách đường 50 m trên đồng cỏ (Hình 2 (a)). Nhưng đối với cùng một vị trí máy thu, mức giảm 8 dB được dự đoán, tức là gấp đôi so với dự đoán của CRTN, nếu có đồng cỏ ít chặt hơn như đồng cỏ được hiển thị trong Hình 2 (b). Phổ tiếng ồn giao thông đường đô thị điển hình khi có nền đất cứng và hai loại nền đất yếu được thể hiện trong Hình 2 (c) 12. Một số mức giảm “lớp phủ mặt đất” được dự đoán sẽ tăng theo khoảng cách nhanh hơn so với dự đoán của CRTN.
Giảm tiếng ồn của cây cối, hàng rào và cây trồng Mặc dù có rất ít hoặc không cho phép giảm tiếng ồn của cây cối trong các sơ đồ dự đoán, nhưng nhiều phép đo cho thấy vành đai cây làm giảm tiếng ồn 14 cũng như giúp giảm ô nhiễm không khí 15. Một số cách mà cây cối ảnh hưởng đến cách truyền âm thanh được minh họa trong Hình 3 (a), so sánh các mô phỏng số của các trường âm thanh phát triển từ xung âm thanh trên đồng cỏ mở và qua vành đai cây. Các thân cây và cành cây và thân của thảm thực vật chuyển hướng âm thanh đến. Những thân cây được trồng thường xuyên (hoặc gần như thường xuyên) có thể hoạt động như 'tinh thể âm thanh'. Ma sát ở bề mặt tán lá và rung động của lá hấp thụ âm thanh và mặt đất bên dưới cây cối, hàng rào và hoa màu trở nên 'mềm mại hơn' đối với phản xạ âm thanh bởi những chiếc lá rụng và mục nát. Các cơ chế khác nhau rất quan trọng trong các dải tần số khác nhau nhưng kết hợp với nhau, như được minh họa trong Hình 3 (b), chúng có thể làm giảm tiếng ồn giao thông tại một máy thu cao 1,5 m, phía sau tâm của một vành đai cây dài 75 m và rộng 25 m (Trồng không thường xuyên các cây có đường kính 16 cm với khoảng cách trung bình là 1 m song song với đường và 2 m ở các góc vuông với nó: tỷ lệ che phủ thân cây là 1%) bắt đầu từ mép đường đô thị 2 làn xe (5% xe hạng nặng, 95% xe hạng nhẹ, chạy với vận tốc 50 km / h) giảm gần 8 dB.
Giảm tiếng ồn bằng các bức tường và lưới thấp song song Giới thiệu các bức tường thấp song song, cao không quá 0,3 m, trên bề mặt nhẵn về mặt âm thanh cứng làm thay đổi phản xạ âm thanh từ bề mặt để giảm tần số mà tại đó có sự triệt tiêu giữa âm thanh phản xạ trực tiếp và mặt đất và điều này dẫn đến giảm mức độ tiếng ồn giao thông. Việc giảm bớt do một mảng tường thấp phụ thuộc vào chiều cao trung bình của chúng, tổng chiều rộng mảng, khoảng cách trung bình, hình dạng mặt cắt ngang và liệu khoảng cách là ngẫu nhiên hay chính quy. Một mảng tường song song rộng 3 m rộng 16 × 0,05 m cao 0,3 m (như trong Hình 4 (a)) bắt đầu từ mép đường 2,5 m được dự đoán sẽ giảm tiếng ồn giao thông từ đường đô thị 2 làn xe (5 % xe hạng nặng, tốc độ trung bình 70 km / h) x 7 dB, so với mặt đất nhẵn, cứng về âm, ở đầu thu cao 1,5 m, cách đường 50 m. Một cấu hình mạng lưới rộng 1,5 m (chẳng hạn như trong Hình 4 (b)) có cùng chiều cao (0,3 m) được dự đoán sẽ giảm tiếng ồn giao thông một lượng tương tự. Đối với một chiều cao và khoảng cách nhất định, một mạng tinh thể sẽ giảm nhiều hơn cho mỗi mét chiều rộng so với một mảng các bức tường song song thấp vì góc mà âm thanh truyền đến có ảnh hưởng ít hơn.
Giảm tiếng ồn bằng cách kết hợp các hiệu ứng Các phương pháp giảm tiếng ồn giao thông đã được giới thiệu ở đây (đai cây và cấu trúc mạng lưới thấp trên mặt đất), và các phương pháp khác được xem xét trong dự án HOSANNA9 chẳng hạn như hàng rào và gờ có thảm thực vật thấp (cao 1 m), có thể được kết hợp khi thiết kế một khu đô thị. Hình 5 (a) cho thấy một khu nhà ở và một công viên được bảo vệ khỏi tiếng ồn do một con đường đông đúc tạo ra bởi một lớp cây cối rậm rạp và một hàng rào cây cối thấp tương ứng. Người đi bộ qua đường giữa khu vực nhà ở và công viên, yêu cầu phải có dải phân cách gần nơi đường đi bên dưới đường sắt nhưng giảm tiếng ồn nhờ các khu vực tường thấp hoặc bố trí tường lưới ở cả hai bên đường bao gồm cả lối đi sang phần đường dành cho người đi bộ. Khu nhà ở được bảo vệ khỏi tiếng ồn của đường sắt bằng một hàng rào thấp dọc theo cây cầu và một vành đai cây xanh. Hình 5 (b) cho thấy các ngôi nhà được tổ chức thành các khối tạo ra 'khoảng sân yên tĩnh', tiếng ồn của đường sắt được giảm thiểu nhờ hàng rào thực vật thấp và vành đai cây rậm rạp và giảm tiếng ồn cho mặt tiền, mái nhà và cấu trúc dạng lưới gần hình vuông.
Các phương pháp môi trường khác để giảm tiếng ồn, các khía cạnh cảm quan và phân tích lợi ích chi phí Các phương pháp giảm tiếng ồn giao thông khác trong khu vực đô thị được xem xét trong dự án HOSANNA bao gồm mặt tiền bằng thực vật, mái nhà xanh, hàng rào 'rọ đá' làm từ đống đá, hàng rào thấp bằng thực vật, đặc biệt thiết kế của đỉnh rào chắn, rào cản tinh thể âm (các mảng thông thường của hình trụ đứng), rào cản được hỗ trợ bởi tinh thể âm và 'khúc xạ' nhân tạo của âm thanh bằng cách sử dụng các mảng hình trụ nằm ngang, làm hỏng bề mặt của gờ và mặt đường xốp nâng cao bao gồm cả các bộ cộng hưởng bị chôn vùi. Thêm thảm thực vật thường xanh vào không gian đô thị có thể đóng góp những âm thanh “tích cực” cũng như giảm những điều không mong muốn. Nó sẽ làm tăng âm thanh của gió và thu hút cuộc sống hoang dã bằng cách thêm âm thanh điển hình của nó. Sử dụng thảm thực vật trên mặt tiền có thể cải thiện chất lượng hình ảnh của môi trường. Mức độ mà những thay đổi thị giác như vậy cũng ảnh hưởng đến nhận thức của thính giác đối với tiếng ồn là điều còn tranh cãi. Tuy nhiên, hiệu quả đối với môi trường tổng thể là quan trọng hơn, và các phương pháp giảm thiểu tiếng ồn, ngoài việc giảm tiếng ồn, còn nâng cao giá trị thẩm mỹ rõ ràng là tốt hơn so với các phương pháp không làm như vậy. Ví dụ, việc giảm tiếng ồn kết hợp với một hàng rào thực vật thấp có thể dẫn đến sự gia tăng hoạt động của các loài chim có thể nhìn thấy được, đặc biệt là vào mùa hè. Dự án HOSANNA cũng đã xem xét chi phí và lợi ích của các phương pháp giảm tiếng ồn khác nhau. Phương pháp thân thiện với môi trường tiết kiệm chi phí nhất, có tính đến các lợi ích phi âm học như giảm ô nhiễm không khí và tạo ra nhiên liệu sinh học, là việc cung cấp các vành đai cây dày đặc dọc theo các hành lang giao thông trên mặt đất. Ngoài việc giảm tiếng ồn và những lợi ích chủ quan của việc thay thế nền đất cứng bằng đồng cỏ gần đường ray xe điện 11,12, việc giảm tiếng ồn bằng các phương pháp đã nêu vẫn chưa được chứng minh trong thực tế. Tuy nhiên, các phương pháp dựa trên khoa học “âm thanh” và người ta hy vọng rằng phần trình bày này sẽ khuyến khích việc sử dụng chúng./.
Nguồn: niassembly.gov.uk
Dịch và biên tập: Vũ Hoàng Giang, Nguyễn Văn Thanh, Phòng Định mức – Kinh tế kỹ thuật và Thể chế
