praca techniczna 02 UBU77IFQKIPMDED4LFEFKKXPZLVMQRPY3PAKETA


TECHNIKUM GEODEZYJNO - DROGOWE

im. TADEUSZ SIKORSKIEGO

WYDZIAŁ: DROGI I MOSTY KOŁOWE

PRZEDMIOT: BUDOWA DRÓG

0x08 graphic

Ekrany akustyczne stosowane

w drogownictwie

0x08 graphic

mgr inż. Bożena Michnowska

0x08 graphic

Wiktor Ochęduszko,

Robert Kamiński

SPIS TREŚCI.

Wstęp................................................................................................................. 3

  1. Hałas - charakterystyka ogólna..............................................................5

  1. Podstawowe pojęcia.................................................................................................................................6

  2. Źródła hałasu komunikacyjnego i rodzaje wytwarzanych fal dźwiękowych...........................................

  3. Geometria układu źródło - ekran - obserwator

  4. Podstawowe zjawiska fizyczne związane z propagacją fal dźwiękowych................................................

  5. Metody zabezpieczenia przed hałasem komunikacyjnym...................................................................

WSTĘP

Trasy komunikacyjne stanowią potężne źródło hałasu, zarówno w fazie budowy, jak i eksploatacji. Każda nowo powstająca trasa powoduje wytworzenie się na danym obszarze klimatu akustycznego całkiem odmiennego niż dotychczasowy. Obniżenie hałaśliwości dróg ma więc decydujące znaczenie dla poprawy całokształtu życia człowieka.

Obecnie nadmiernym hałasem drogowym skażone jest ponad 20% terytorium naszego kraju. Na jego oddziaływanie narażonych jest więcej niż 30% mieszkańców. Prognozy wskazują iż odsetek ten ma tendencję wzrostową.

W skali subiektywnego odczucia, uciążliwość hałasu samochodowego oceniana jest jako:

Tymczasem przeciętna wartość poziomu hałasów komunikacyjnych, występujących na obszarach miast Polski, wynosi:

  1. w miastach dużych (powyżej 200tyś. mieszkańców) - od 65 do 76 decybeli, 80% mieszkańców powyżej 60 dB,

  2. w miastach średnich (od 50 do 200tyś. mieszkańców) - od 63 do 73 decybeli, 40% mieszkańców powyżej 60 dB

  3. w miastach małych - od 62 do 71 decybeli, 25% mieszkańców powyżej

60 dB,

  1. w miastach o charakterze uzdrowiskowym - od 60 do 68 decybeli.

Oznacza to że przeciętny poziom dźwięku hałasu komunikacyjnego w naszych miastach kształtuje się powyżej średniej uciążliwości.

Na hałas komunikacyjny narażona jest przede wszystkim zabudowa sąsiadująca bezpośrednio z przebiegiem trasy komunikacyjnej. Dotyczy to szczególnie tras ruchu szybkiego i autostrad. Biorąc więc pod uwagę przeciętny poziom dźwięku na ulicach miast oraz jego tendencję wzrostowe, każdy przypadek prowadzenia nowo projektowanej trasy w terenie zabudowanym, modernizacji, czy też zagospodarowania terenów w pobliżu istniejącego układu komunikacyjnego winien być rozpatrzony w aspekcie możliwości poprawy warunków akustycznych na terenach bezpośrednio zagrożonych hałasem . Wybór metody obniżenia poziomu dźwięku na linii zabudowy chronionej wymaga szczegółowej analizy układu urbanistycznego, jak i oceny akustycznej głównego źródła hałasu.


Hałas

Podstawowe pojęcia

Dźwięk (drgania akustyczne) - drgania mechaniczne cząstek materialnych wokół określonego położenia równowagi zachodzące w sprężystym ośrodku w zakresie częstotliwości słyszalnej dla ucha ludzkiego. Wrażenie słuchowe wywołane drganiami akustycznymi lub drgania akustyczne zdolne wytworzyć wrażenie słuchowe.

Ciśnienie akustyczne - różnica chwilowej wartości ciśnienia spowodowanego drganiem cząstek i ciśnienia, jakie panuje w środowisku (ciśnienie barometryczne).

Pole akustyczne - przestrzeń, w której występują drgania akustyczne.

Poziom ciśnienia akustycznego - parametr określający stan akustyczny pola w danym punkcie.

Moc akustyczna źródła - ilość energii, jaką wysyła źródło dźwięku w jednostce czasu.

Natężenie dźwięku - moc akustyczna, jaką przenosi fala dźwiękowa przez przekrój prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali.

W warunkach rzeczywistych źródłem drgań akustycznych są różne układy mechaniczne i aerodynamiczne o określonych wymiarach przestrzennych. Drgania te udzielają się otaczającemu powietrzu i rozchodzą się we wszystkich kierunkach w postaci fal dźwiękowych.

Hałaśliwość - określa dokuczliwość hałasu i wyraża się w noysach, przy czym 1 noys jest to hałaśliwość o poziomie ciśnienia akustycznego 40 dB.

Fala dźwiękowa o natężeniu Ipad napotykając na swojej drodze przeszkodę, np.: ekran akustyczny, może być odbita (Iodb), pochłonięta (Ipoch) i może przeniknąć(Iprzen) przez przeszkodę.

Rozróżniamy współczynniki;

0x08 graphic

Zależność energetyczna między tymi współczynnikami przedstawia się następująco:

α + β + γ =1

Izolacyjność akustyczna właściwa - różnica pomiędzy całkowitą energią akustyczną padającą na przeszkodę i energią, która przeniknęła na drugą jej stronę.

Własności dźwiękoizolacyjne ekranów akustycznych podaje się w zależności od częstotliwości.

Wskaźnik hałasu komunikacyjnego - jest wielkością wyjściową przy obliczeniach ekranów akustycznych. Obecnie za taki wskaźnik przyjmuje się równoważny (ekwiwalentny) poziom dźwięku, który wyraża tą samą energie akustyczną, co mierzony hałas o zmiennym poziomie w czasie T .

Efektywność akustyczna - wielkość, która określa skuteczność działania ekranu, określona jako różnica poziomów ciśnienia akustycznego w punkcie obserwacji przed wprowadzeniem oraz po wprowadzeniu ekranu.

0x08 graphic
0x08 graphic

Źródła hałasu komunikacyjnego i rodzaje wytwarzanych fal dźwiękowych

Podstawowymi źródłami hałasu komunikacyjnego, będącego najpowszechniejszym zagrożeniem dla współczesnego człowieka są:

W przypadku komunikacji samochodowej jej uciążliwość dla otoczenia wiąże się z klasyfikacją dróg, odpowiadającą ich znaczeniu komunikacyjnemu. Z punktu widzenia akustyki pojazdy samochodowe stanowią zbiór pojedynczych, ruchomych źródeł hałasu, z których każde charakteryzuje się inną mocą akustyczną, przemieszczających się z różną prędkością i z różnym obciążeniem.

Uciążliwość hałasu od trasy komunikacyjnej określa się na podstawie ogólnej liczby pojazdów, liczby pasm ruchu (przelotowością), prędkością jazdy oraz rodzaju pojazdów w strumieniu ruchu. Szczególnie ważny jest tutaj procentowy udział transportu ciężkiego w ogólnym natężeniu ruchu , który wpływa zdecydowanie na zwiększenie poziomu hałasu.

Ze względu na charakter działania funkcji czasu, hałas komunikacji samochodowej taktowany jest jako ciągły , lecz o zmiennych wartościach poziomu dźwięku.

Hałas komunikacji szynowej, w przypadku pojedynczego źródła, jest hałasem nieciągłym występującym w określonym czasie wraz z przemieszczaniem się pojazdu na określonym odcinku drogi. Uważa się iż ten typ hałasu jest szczególnie uciążliwy. Wynika to zarówno z dużej wartości poziomu ciśnienia akustycznego odpowiadającego emisji hałasu przez tramwaj lup pociąg, jak i z nieprzyjemnych ze względu na swój tonalny charakter dźwięków, występujących w jego widmie i charakterystycznych dla tego typu ruchu.

Źródłem hałasu komunikacyjnego jest także transport lotniczy. Chociaż uciążliwość tego typu hałasu jest bardzo duża i dość powszechna, to sposób jego ograniczenia poza ekranowaniem miejsc hamowania i grzania silników bazuje w zasadzie na ingerencji w źródło.

W celach obliczeniowych, wymienione rzeczywiste źródła hałasu modeluje się źródłami teoretycznymi. W praktyce obliczeń ekranów akustycznych spotyka się dwa typy takich źródeł:

— źródło punktowe, jest to źródło, którego wymiary są małe w porównaniu z odległością między nim a obserwatorem, modelowane jako drgający punkt. W rzeczywistości jako źródło punktowe można rozpatrywać pojedyncze samochody lub lokomotywy, emitujące do ośrodka falę kulistą, która w teorii ekranów znajduje zastosowanie w przypadku gdy ekran jest położony w pobliżu źródła.

— źródło liniowe, charakteryzujące się wymiarem liniowym (długością źródła) dominującym nad odległością do punktu obserwacji. Może się ono składać z szeregu źródeł punktowych tak blisko siebie usytuowanych, że powierzchnia czoła fali dźwiękowej emitowanej łącznie przez te źródła zbliżona jest do powierzchni cylindrycznej. W praktyce jako źródło liniowe rozpatruje się trasę komunikacyjną o dużym natężeniu ruchu (powyżej trzystu pojazdów na godzinę) samochodowego lub trasę komunikacji szynowej.

Wielkością charakteryzującą obydwa źródła jest zmniejszenie poziomu ciśnienia akustycznego fali przez nie emitowanej przy podwojeniu odległości od źródła. Dla fali kulistej zmniejszenie to wynosi 6 dB , natomiast dla fali cylindrycznej 3 dB.

Geometria układu źródło - ekran - obserwator

Układ źródło — ekran — obserwator jest podstawowym schematem funkcjonalnym wykorzystywanym przy obliczeniach skuteczności ekranów akustycznych. Na rysunku przedstawiono schemat układu, wraz z podstawowymi wielkościami mającymi wpływ na skuteczność ekranowania, gdzie:

0x08 graphic

Podstawowe zjawiska fizyczne związane z propagacją fal dźwiękowych

Jeżeli fale dźwiękowe rozchodzą się w środowisku zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. powyżej, to podlegają pewnym zjawiskom fizycznym, jak: pochłanianie, odbicie, ugięcie i nakładanie się (interferencja).

Fala dźwiękowa napotykająca na swej drodze przeszkodę podlega częściowemu odbiciu oraz pochłonięciu. Powierzchnia przeszkody i jej struktura charakteryzowane są poprzez współczynniki odbicia i pochłaniania. Współczynnik odbicia interpretowany energetycznie wyraża stosunek energii fali odbitej do energii fali padającej. Natomiast współczynnik pochłaniania określić można jako różnicę jedności i współczynnika odbicia.

Zjawisko interferencji polega na nakładaniu się fal dźwiękowych w wyniku czego następuje wzmocnienie lub osłabienie fali wypadkowej. w teorii ekranów zjawisko to ma znaczenie przy stosowaniu układu dwu równoległych ekranów odbijających wzdłuż trasy komunikacyjnej, lub stosowaniu ekranu w niewielkiej odległości od chronionego budynku.

Podstawowe znaczenie w teorii ekranowania ma jednak zjawisko ugięcia fal (dyfrakcji). Skutkiem występowania zjawiska dyfrakcji jest ugięcie fal na krawędzi ekranu, co powoduje obniżenie jego skuteczności w obszarze cienia akustycznego. Wraz ze wzrostem długości fali dźwiękowej skuteczność ekranu maleje.

Uregulowania prawne dotyczące dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku.

Aktualnie obowiązującym aktem prawnym normującym dopuszczalne poziomy hałasu na terenach chronionych jest rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 13 maja 1998 roku (Dz. U. Nr 66, poz. 436, 1998r). Rozporządzenie to ustala dopuszczalne wartości poziomu hałasu w zależności od przeznaczenia terenu i rodzaju źródeł hałasu. Określa ono cztery kategorie terenów, które podlegają ochronie akustycznej (tabela 1).

Dopuszczalny poziom hałasu w środowisku wyrażony równoważnym poziomem A hałasu Laeq w dB

Klasa

Przeznaczenie terenów

Hałas komunikacyjny

standardu akustycznego.

zgodnie z zapisami miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego

16 h dla dnia

8 h dla nocy

1

A. Obszary A ochrony uzdrowiskowej

50

40

B. Tereny szpitali poza miastem

2

A. Tereny wypoczynkowo- rekreacyjne poza miastem

55

45

B. Tereny zabudowy mieszkaniowej, jednorodzinnej

C. Tereny zabudowy związanej ze stałym lub wielogodzinnym pobytem dzieci i młodzieży

D. Tereny domów opieki

E. Tereny szpitali w miastach

3

A. Tereny zabudowy mieszkaniowej, wielorodzinnej i zamieszkania zbiorowego

60

50

B. Tereny zabudowy mieszkaniowej z usługami rzemieślniczymi

C. Tereny zabudowy zagrodowej

4

A. Tereny w strefie śródmiejskiej miast powyżej 100 tys. mieszkańców ze zwartą zabudową mieszkaniową i koncentracją obiektów administracyjnych, handlowych i usługowych

65

55

Metody i przyrządy stosowane do pomiaru dźwięku

Przed przystąpieniem do realizacji pomiarów hałasu należy w ramach badań wstępnych wykonać terenowe, dobowe pomiary natężeń i struktury ruchu na głównych szlakach komunikacyjnych. Wyniki takich badań służą:

Badania takie nie są potrzebne w sytuacji, gdy odpowiednie dane są do uzyskania np. z Wydziału Komunikacji itp.

Korzystne jest, w miarę możliwości, połączenie dobowych badań ruchu z pomiarami hałasu.

Metody wyznaczenia rozkładu poziomu dźwięku w terenie:

  1. metoda pomiaru bezpośredniego (w miejscu przewidywanym do ochrony) np. miejsca przebywania ludzi (budynki mieszkalne),

  2. metoda pomiaru przy jezdni, a następnie obliczenie poziomu dźwięku z uwzględnieniem odległości od źródła, warunków terenowych i atmosferycznych.

Ad.1

WARUNKI POMIARU

Czas oceny poziomu dźwięku należy przyjmować następująco:

  1. w dzień w godz. od 6.00 do 22.00 - nieprzerwanie przez najkorzystniejsze 8 h,

  2. w nocy w godz. od 22.00 do 6.00 - nieprzerwanie przez najkorzystniejsze 0,5 h.

Czas pomiaru należy przyjmować w zależności od charakteru hałasu i może on być krótszy niż zostało podane powyżej. Odczyty możemy wykonywać np. co 1 h. gdzie czas jednego pomiaru nie powinien być krótszy niż 10 min., a liczba odczytów nie mniejsza niż 100.

Pomiary w pomieszczeniach przeznaczonych do przebywania ludzi .

Wymagania ogólne:

  1. drzwi i okna w czasie pomiaru powinny być szczelnie zamknięte, w przypadku jeśli wymagana jest wymiana powietrza poprzez otwory, pomiary należy przeprowadzić przy ich otwarciu,

  2. podczas pomiaru, w pomieszczeniu mogą przebywać tylko 2 osoby obsługujące miernik poziomu dźwięku,

  3. w badanym pomieszczeniu należy wyłączyć źródła jakichkolwiek hałasów,

  4. pomiary należy prowadzić w pomieszczeniach umeblowanych zgodnie z ich przeznaczeniem.

Usytuowanie punktów pomiarowych:

Punkty pomiarowe powinny być usytuowane na wysokości 1,2 ± 0,1 m. od podłogi. Minimalna odległość od ścian powinna wynosić 1 m., od okien 1,5 m.. Mikrofon przyrządu pomiarowego powinien być umieszczony w odległości większej niż 0,5 m. od obsługującego.

Liczba punktów pomiarowych:

Liczba punktów nie powinna być mniejsza niż 3. W przypadku bardzo małej objętości pomieszczenia dopuszcza się jeden punkt pomiarowy w środku pomieszczenia. W pomieszczeniach mieszkalnych i użyteczności publicznej o objętościach większych od 60 m³ liczba punktów pomiarowych powinna być większa niż 3.

Ad. 2

WARUNKI POMIARU

Czas pomiaru jak w ad.1.

Pomiary przy jezdni.

Usytuowanie punktów pomiarowych:

Punkty pomiarowe powinny być usytuowane w punktach odległych minimum o 1 m od krawężnika bądź krawędzi jezdni na wysokości 1.2 - 1.5 m.

Liczba punktów pomiarowych:

Liczba punktów uzależniona jest od długości badanej trasy. Punkty takie wyznacza się stosując zasadę, iż każdy punkt pomiarowy powinien być reprezentatywny dla danego odcinka trasy komunikacyjnej. Oznacza to, iż odcinek tej trasy powinien być jednorodny z punktu widzenia:

0x08 graphic
Szczegółowa metodyka pomiarów wynika z celu badań i lokalnych uwarunkowań.

0x08 graphic

Przykładowe rozmieszczenie punktów pomiarowych

Przyrządy pomiarowe:

Mierniki poziomu dźwięku, urządzenia techniczne do zapisu i odtwarzania sygnału akustycznego, rejestratory poziomu lub inne przyrządy do obróbki sygnału, powinny odpowiadać obowiązującym normom (załącznik PN - 79/T - 06460).

Przykładowe przyrządy do pomiaru dźwięku:

  1. CEL Instruments Ltd.,

  2. Bruel & Kjar,

  3. Sonopan,

  4. Cirrus Research.

Mierniki są instrumentami, których charakterystyka reakcji odpowiedzi na dźwięk w przybliżeniu odpowiada reakcji ucha ludzkiego. Przyrządy te pozwalają na obiektywne i powtarzalne pomiary poziomu dźwięku czy hałasu.

Miernik hałasu pojazdów samochodowych Sonopan AS - 200.

0x08 graphic

Miernik przeznaczony jest do pomiarów dźwięków wytwarzanych przez pojazdy samochodowe na postoju i w ruchu.

WYPOSAŻENIE:

W skład zestawu wchodzą:

WYPOSAŻENIE DODATKOWE:

Wyposażenie zestawu w statyw mikrofonowy i przedłużacz do mikrofonu umożliwia wykonywanie pomiarów przez jedną osobę.

Zadaniem osłony przeciwwietrznej jest ograniczenie szumów przepływu wiatru oraz ochrona mikrofonu przed pyłem, kurzem i spalinami występującymi w pobliżu badanego terenu.

Program komputerowy AS - 200 RAPORT umożliwia współpracę miernika z komputerem w celu sporządzenia wydruku protokołu badań hałasu i pozwala na: przeglądanie wyników pomiarów, wprowadzanie danych badanego terenu oraz wyników oceny końcowej, wydruk raportu z pomiarów i zapisywanie kompletu danych w bazie danych. Wydruk zawiera następujące dane:

Przedstawienie wyników pomiarów.

Protokół badań:

Po wykonaniu pomiarów wszystkie informacje należy przedstawić w protokole badań w którym powinny być umieszczone następujące dane:

Wyniki badań:

Po zakończeniu badań należy podać następujące dane:

Wykreślenie mapy hałasu (plan akustyczny):

Wykreślenie mapy hałasu jest z punktu widzenia ochrony przeciwdźwiękowej niesłychanie istotne. W celu wykreślenia takiej mapy należy przede wszystkim wykonać dokładny szkic sytuacyjny, przedstawiający wzajemne ustawienie wszystkich obiektów, budynków. Następnie, na szkic ten nanosi się poziomy hałasu zmierzone w pożądanej ilości punktów w otoczeniu badanego miejsca. Jest rzeczą oczywistą, że zwiększenie liczby punktów pomiarowych zwiększa dokładność mapy. Łącząc linie pomiędzy punktami o jednakowym poziomie hałasu, otrzymuje się linie izosoniczne przedstawiające rozkład dźwięku. Tego rodzaju mapa pozwala na ustalenie obszarów bezpośrednio niebezpiecznych z punktu widzenia zagrożenia hałasem. Stanowi ona również podstawę do przedsięwzięcia kroków mających na celu natychmiastowe przeciwdziałanie, redukujące poziom hałasu.

Przykład planu akustycznego

0x08 graphic

Cele prowadzenia badań hałasu drogowego

Głównym celem monitoringu hałasu drogowego jest zbieranie informacji o terenach zamieszkania i wypoczynku człowieka o skrajnie zdegradowanym klimacie akustycznym oraz podjęcie działań, które w konsekwencji doprowadzą do likwidacji szczególnych zagrożeń tym hałasem. Program zwalczania szczególnych uciążliwości hałasu drogowego obejmuje następujące działania:

  1. wskazanie terenów szczególnie zagrożonych, które wymagają priorytetowych działań ochronnych,

  2. uwzględnianie w programach zrównoważonego rozwoju i ochrony środowiska oraz studiach uwarunkowań rozwoju przestrzennego gmin sposobów ograniczenia hałasu na wskazanych terenach,

  3. ujmowanie w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego zadań w zakresie ochrony środowiska przed hałasem,

  4. kontrola efektów przedsięwzięć w zakresie ochrony przed szczególnymi uciążliwościami.

Systematycznie prowadzone badania akustyczne przy drogach pozwalają również na obserwację trendu zmian poziomu hałasu drogowego co umożliwia sporządzanie i korygowanie długofalowych programów zwalczania tej uciążliwości oraz formułowanie wniosków o skutkach dotychczas podejmowanych działań.

Metody zabezpieczenia przed hałasem komunikacyjnym

Stosowane metody zabezpieczenia przed hałasem komunikacyjnym można generalnie ująć w cztery grupy:

  1. działania administracyjno - prawne - prowadzące do obniżenia hałaśliwości poszczególnych źródeł poprzez:

  1. zabezpieczenie „u źródła” - prowadzące do obniżenia poziomu dźwięku w bezpośrednim sąsiedztwie źródła hałasu poprzez:

  1. zabezpieczenia urbanistyczno - architektoniczne - w postaci rozwiązań całych układów zabudowy (łącznie z jej wystrojem architektonicznym), oraz układów funkcjonalnych pomieszczeń

  2. zabezpieczenie akustyczno - budowlane - stosowanie okien o podwyższonej izolacyjności akustycznej wraz z systemem wentylacji mechanicznej oraz specjalnymi elementami nawiewnymi.

Wybór metody powinien być wynikiem rozważań możliwości technicznych i ekonomicznych zastosowania w danym układzie wymienionych typów zabezpieczeń. Jako kryterium podstawowe należy przyjmować efektywność pod względem akustyczny.

Potocznie największą efektywność obniżenia hałasu przypisuje się ekranom akustycznym. Metoda ta jednak nie zawsze sprawdza się w określonych układach zabudowy sąsiadującej z trasą komunikacyjną.

4

7

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Dozór techniczny 02 120 1021
praca mgr 02.07, Studia, Prawo
praca licencjacka 02 06 AIZSMS64YXN5FU4I4BAXHW2X2ZHNQA6UCHCIIUY
Praca z technik?zpiecz II)
Java praca domowa 02
zdrowe odzywianie surowka, PRZEDMIOT: Praca technika
Konspekt lekcji z przedmiotu technika26.02.2010, Nauczyciel-szkoła specjalna, Konspekty lekcji i zaj
praca z technik informatycznych, edukacja i nauka, Informatyka
praca z techniki, Testy i konspekty
Dynamika Pojazdów Praca Domowa [v 02 01]
PRACA TECHNICZNA, Polibuda, TI
praca z techniki biurowej, technika pracy biurowej, Technika biurowa
praca z techniki biurowej cosinus
Dozór techniczny 02 120 1021
OBCIĄŻENIE CZŁOWIEKA PRACĄ 09 02 2013
praca sprezysta 02
Praca i technika w społeczeństwach pierwotnych
Java praca domowa 02
praca dyplomowa wytyczne 2011 03 02, Studia - Politechnika Opolska, Semestr 6, Techniki Internetowe

więcej podobnych podstron