NEGATIVNÍ ÚČINKY DOPRAVY NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ 1. OVZDUŠÍ 2. VODA, PŮDA

NEGATIVNÍ ÚČINKY DOPRAVY NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Negativní vlivy dopravy se projevují v těchto oblastech: 1. OVZDUŠÍ 2. VODA, PŮDA 3. HLUK 4. VIBRACE 5. OSTATNÍ FYZIKÁLNÍ ZÁŘENÍ 6. JINÉ FAKTORY

1.

3.

2.

5.

4.

6.

HLUK A OCHRANA PŘED NADMĚRNOU HLUKOVOU ZÁTĚŽÍ

Hluk je z biologického hlediska zvuk, který člověka poškozuje (na zdraví, majetku nebo na životním prostředí) a ruší nebo obtěžuje. Hlukem bývá označován každý nepříjemný a nežádoucí zvuk. Účinek hluku je: - subjektivní (obtěžující, rušící soustředění a psychickou pohodu) - objektivní (měřitelné poškození sluchu). Hluk může mít charakter neperiodického nebo periodického zvuku.

Hluk = faktor životního prostředí Nadměrný hluk zaujímá v řadě faktorů ohrožujících naše životní prostředí stále důležitější místo. Účinek hluku je individuálně různý podle osoby, na kterou působí. Závažnou vlastností zvuku a hluku je jeho šíření na poměrně velké vzdálenosti (stovky metrů i více). Přitom se šíří stejně dobře vzduchem i vodou nebo pevnou hmotou, např. konstrukcí stavby. Akustické vlnění se může odrážet, lomit a ohýbat. I když tedy působí pouze jeden zdroj hluku, sledované místo může být obklopeno akustickou energií tak, že není možno předem určit, kde je zdroj umístěn. To se projevuje zejména v uzavřených a polouzavřených prostorech. V důsledku tohoto jevu působí hluk na každého, kdo je v dosahu akustické energie.

HLUK A OCHRANA PŘED NADMĚRNOU HLUKOVOU ZÁTĚŽÍ Hluk = faktor životního prostředí Základním parametrem určujícím účinek zvuku je jeho intenzita. Člověk se necítí dobře v prostředí s velmi nízkou hladinou akustického tlaku LpA frekvenčně váženého filtrem typu A (vysvětleno dále). Hodnoty hladin okolo 20 dB považuje spousta lidí za hluboké ticho. Hladina 30 dB je považována za příjemné ticho. Při hladinách nad 65 dB se již začínají projevovat účinky hluku především změnami vegetativních reakcí. Od 85 dB výše již dochází k trvalým poruchám sluchu a ve větší míře se projevují účinky na vegetativní systém a celou nervovou soustavu. Od 130 dB se obvykle účinky hluku mění na bolesti sluchového orgánu. Při hladinách cca 160 dB již dochází k protržení bubínku sluchového orgánu. Nadměrný hluk má rovněž negativní vliv na kvalitu a produktivitu práce a významně ohrožuje bezpečnost práce.

Z těchto důvodů patří hluk k důležitým environmentálním faktorům.

ZVUK - ZÁKLADNÍ POJMY Podstata zvuku Podstatou zvuku je mechanické kmitání pružného prostředí ve frekvenčním rozsahu 20 (16) až 20 000 Hz. Tento frekvenční rozsah odpovídá kmitočtovému rozsahu vnímání lidského ucha. Zvukovou vlnu, která leží ve zvukovém rozmezí frekvencí, ucho přijme jenom tehdy, když intenzita zvuku převyšuje minimální hodnotu, tzv. práh slyšitelnosti. Zvukovým vlněním, jeho šířením, vnímáním zvuku sluchem a přenosu prostorem až po vnímání lidskými smysly se zabývá akustika.

ZVUK - ZÁKLADNÍ POJMY Z pohledu akustiky rozlišujeme tři frekvenční pásma zvuku: - infrazvuk – vlny o frekvencích pod 20 Hz - práh slyšitelnosti – vlny o frekvencích od 20 do 20 000 Hz - ultrazvuk – vlny o frekvencích 20 000 Hz a výše

Infrazvuk je akustické vlnění, jehož frekvence je tak nízká, že ho lidské ucho není schopné zaznamenat. Přesná hranice mezi slyšitelným zvukem a infrazvukem neexistuje, ale udává se mezi 16 až 20 Hz. Spodní hranice se udává mezi 0,001 a 0,2 Hz. Je známo, že někteří živočichové (velryby, sloni, hroši) používají infrazvuk k dorozumívání. Zdroje infrazvuku mohou být: přírodní (sopečná činnost, zemětřesení, živočichové) nebo umělé (větrné elektrárny, točivé stroje (motory, ventilátory), exploze a nadzvukový třesk) Účinky na lidský organismus: I když infrazvuk neslyšíme, může způsobit vážné závratě. Při vysoké intenzitě může způsobit perforaci kochleární membrány nebo infarkt. Vnímaví jedinci pociťují tlak v uších (pocit "zalehnutí"), tlak na citlivé oblasti pokožky, jako např obličej, hřbet ruky. Vlny akustického "signálu" v přírodě ve frekvenční oblasti 0,05 - 20 Hz jsou obvykle na úrovni 80-90 dB. Při bouřích, přechodech front dosahuje až 120 dB.

ZVUK - ZÁKLADNÍ POJMY Z pohledu akustiky rozlišujeme tři frekvenční pásma zvuku: - infrazvuk – vlny o frekvencích pod 20 Hz - práh slyšitelnosti – vlny o frekvencích od 20 do 20 000 Hz - ultrazvuk – vlny o frekvencích 20 000 Hz a výše

Ultrazvuk

je akustické vlnění, jehož frekvence leží nad hranicí slyšitelnosti lidského ucha, tedy nad hranící zvuku = cca 20 kHz. Tím pádem, byť má stejnou fyzikální podstatu jako zvuk, je pro lidské ucho neslyšitelný, ale řada živočichů může část ultrazvukového spektra vnímat (delfíni, psi, netopýři). Zdroj ultrazvuku: v přírodě lze ultrazvuk zaznamenat ve zvuku větru a mořského příboje (některé frekvence již spadají do oblasti ultrazvuku). Ultrazvuk jsou schopni vydávat i mnozí živočichové – motýli, cikády aj. Uměle lze získat ultrazvukové vlnění například periodickým nabíjením destičky vhodného materiálu (např. křemene, syntetické látky), kdy nastává tzv. piezoelektrický jev. Vlivem proudu se materiál smršťuje a rozpíná (deformuje). Tím vzniká mechanické vlnění. Tyto destičky bývají umístěny např. pod dnem ultrazvukové vany a vysílají své vlnění směrem k hladině, kde se část vlnění odráží zpět ke dnu. Ultrazvuk mohou vydávat i pohyblivé části různých strojů. Účinky na lidský organismus: na organizmy působí na buněčné úrovni a jeho účinek závisí na intenzitě, frekvenci, délce expozice a citlivosti tkání.

ZÁKLADNÍ AKUSTICKÉ VELIČINY Intenzita zvuku Intenzita zvuku v daném bodu představuje výkon vyzářený do prostoru v podobě akustické vlny vztažený na jednotku plochy vlnoplochy procházející daným bodem (jinak také množstvi energie, ktere za jednotku času projde jednotkou plochy) 2

Jednotkou intenzity zvuku je W / m2 nebo J / m2s.

Zvuk

Intenzita zvuku [J/m s]

Spodní hranice citlivosti lidského ucha

10-12

Šepot, šelest listí

10-11

Tichá zahrada

10-10

Housle hrající pianissimo

10-9

Kroky, tichá hudba

10-8

Hluk v kavárně

10-7

Rozhovor, hluk v obchodě

10-6

Hlasitá řeč, hluk automobilu

10-5

Kancelář s mechanickými psacími stroji

10-4

Rušná ulice, automobilový klakson

10-3

Fortissimo orchestru, siréna

10-2

Sbíječka

10-1

Tryskový motor, hrom

1

Práh bolesti

10

ZÁKLADNÍ AKUSTICKÉ VELIČINY Rychlost šíření zvuku V kapalinách a plynech se může šířit pouze podélné vlnění, v pevných látkách se může šířit i příčné vlnění. Všeobecně se zvuk nejrychleji šíří v pevných látkách, nejpomaleji v plynech. Rychlost šíření zvuku v kapalinách: K je modul objemové pružnosti, ρ je hustota prostředí.

Rychlost šíření zvuku v plynech: Pro vlnění o kmitočtech f > 20 Hz jsou změny okamžitého akustického tlaku velmi rychlé a stavovou změnu lze považovat za adiabatickou. Potom pro rychlost šíření zvuku v plynech platí vztah: K je Poissonova konstanta, ρ je hustota prostředí, pb je barometrický tlak. Pro vzduch v závislosti na teplotě t lze rychlost šíření zvuku stanovit podle rovnice:

ZÁKLADNÍ AKUSTICKÉ VELIČINY Rychlost šíření zvuku Rychlost šíření zvuku v pevných látkách: Rychlost šíření podélného vlnění v tenké tyči je dána vztahem: E je Youngův modul pružnosti v tahu., ρ je hustota prostředí.

Rychlost šíření podélného vlnění v desce je určena rovnicí: Kde μ je Poissonův poměr příčné kontrakce, který se stanoví ze vztahu: G je modul pružnosti ve smyku.

Rychlost šíření příčného vlnění v pevných látkách je dána vztahem:

ZÁKLADNÍ AKUSTICKÉ VELIČINY Šíření zvuku od zdroje Akustický tlak Při šíření zvuku jsou zřejmá místa se zředěním nebo zhuštěním částic. Tomu odpovídají místa podtlaku a přetlaku. S tím souvisí změny celkového statického tlaku vzduchu ps, který je dán součtem středního barometrického tlaku pb a akustického tlaku p (viz obr.). Akustický tlak p, který lidské ucho vnímá již od hodnoty 2·10-5 Pa, je přitom zanedbatelný ve srovnání s barometrickým tlakem (pb cca 105 Pa). Pro harmonický signál lze akustický tlak vyjádřit rovnicí:

kde p0 je amplituda akustického tlaku, t je čas, x je vzdálenost od počátku při šíření rozruchu konstantní rychlostí c, ω je úhlový kmitočet (frekvence)

Časový průběh celkového statického tlaku p ve vzduchu

ZÁKLADNÍ AKUSTICKÉ VELIČINY Šíření zvuku od zdroje Akustický tlak Výsledný akustický tlak při interferenci dvou vlnění Předpokládejme dva zdroje zvuku (na obr. 1 a 2), ze kterých se šíří akustické vlnění směrem k posluchači. V místě posluchače se v důsledku zdrojů zvuku vyskytují dva časově proměnlivé akustické tlaky p1(τ) a p2(τ), jejichž součtem je určen výsledný akustický tlak:

kde p0 je amplituda akustického tlaku, t je čas, ω je úhlový kmitočet (frekvence), φ je fázový úhel vlnění

ZÁKLADNÍ AKUSTICKÉ VELIČINY Akustický výkon Akustický výkon je určen množstvím přenesené akustické energie za jednotku času. Jednotkou je watt (w) Předpokládejme ve směru osy x šíření rovinné vlny, která dopadá na měřicí plochu S (viz obr.). Zvukové paprsky s měřicí plochou svírají úhel ν. Akustický výkon je definován rovnicí: kde E je akustická energie Je-li akustický výkon vztažen na jednotku plochy, zavádí se tzv. měrný akustický výkon N (W/m2):

Šíření rovinné vlny na měřicí plochu S

Pokud je ve všech bodech uvažované rovinné vlny stejný akustický stav, lze rovnici zjednodušit do tvaru: Výkon je dán všeobecně součinem akustické rychlosti v a působící síly F, která je úměrná součinu akustického tlaku p a plochy S. Pak platí: Pokud měřicí plocha S je kolmá vzhledem ke zvukovým paprskům (cos v=1), pak lze vyjádřit měrný akustický výkon jako:

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Decibel (bel) je jednotka nejznámější svým použitím pro měření hladiny intenzity zvuku, ale ve skutečnosti se jedná o obecné měřítko podílu dvou hodnot, které se používá v mnoha oborech. Jedná se o fyzikálně bezrozměrnou míru, obdobně jako třeba procento, ovšem na rozdíl od něj je decibel logaritmická jednotka, jejíž definice souvisí s objevením Weber - Fechnerova zákona. Jednotka decibel původně sloužila k udávání útlumu telefonního vedení. Například pokles (útlum) o 3 dB u výkonu značí poloviční výkon, naopak zisk (zesílení) o 3 dB je dvojnásobný výkon (pozor, pro jiné veličiny toto nemusí zcela platit). Základní akustické veličiny, jako např. akustický výkon, akustický tlak a intenzita zvuku se v praxi mění o mnoho řádů. Např. vyzařovaný akustický výkon může dosahovat hodnot od 10-9 W (tj. velmi tichý šepot) až do 106 W (tj. velký raketový motor). Z těchto důvodů (tzn. pro lepší názornost člověka) byly zavedeny decibelové veličiny, které přepočítávají základní akustické veličiny na decibelové hladiny na základě jejich referenčních hodnot. Jejich jednotkou je tedy decibel [dB]. Rozsah hladin v decibelové stupnici je podstatně menší. Tím je dosaženo podstatně názornější představy o dané akustické veličině v decibelové stupnici ve srovnání s jejich hodnotami uvedenými v základních jednotkách

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Weber – Fechnerův zákon: Jde o psycho – fyzikální zákon, podle kterého je intenzita smyslového počitku přímo úměrná logaritmu intenzity podnětu. Mění-li se tedy podněty působící na naše smysly řadou geometrickou, vnímáme jejich změnu řadou aritmetickou. Lidské smysly tedy podle Webera a Fechnera vnímají vnější podněty v logaritmické závislosti na jejich intenzitě. Zmíněný zákon však platí jen přibližně. Weber-Fechnerův zákon lze matematicky popsat například následujícím vztahem:

S – intenzita subjektivního vjemu; k – konstanta; I – fyzikální intenzita podnětu působícího na receptor; I0 – prahová intenzita, tedy absolutně nejnižší možná intenzita, jakou je schopný jedinec vnímat.

Příklad: Ke 100 g závaží přidáme 1 g - nepociťujeme změnu ve velikosti podnětu; přidáme 3 g – změnu pociťujeme (k = 3 / 100); při 200 g - změnu vnímáme při cca 6 g závaží; při 300 g - 9 g závaží atd. Rozlišovací schopnost lidského ucha je řádově právě 1 dB.

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Hladina intenzity zvuku Hladina akustické intenzity LI [dB] je definována vztahem:

kde I je intenzita zvuku sledovaného akustického signálu [W·m-2] a I0 referenční hodnota intenzity zvuku (I0 = 10-12 W·m-2, také intenzita prahu slyšení). Z rovnice je zřejmé, že každému zvýšení intenzity zvuku o jeden řád odpovídá zvýšení hladiny intenzity zvuku o 10 dB. Lidským uchem slyšitelný interval hladin intenzity referenčního jednoduchého tónu o frekvenci 1 kHz má tedy přibližně šířku 120 dB. Prahu slyšitelnosti tohoto tónu odpovídá pak nulová hladina L = 0 intenzity. Prahu bolestivosti tohoto tónu o intenzitě přibližně 1 W/m2, přísluší hladina intenzity L = 120 dB. Zvýšení hladiny intenzity L zvuku o 1 dB, což je pro zdravé ucho přibližně minimální rozlišitelný rozdíl, představuje zvýšení jeho intenzity I o přibližně 1/4 .

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Hladina intenzity zvuku Zvuk

Hladina [dB]

Intenzita zvuku [J/m2s]

Akustický tlak [N/m2]

Spodní hranice citlivosti lidského ucha

0

10-12

0,000 02

Šepot, šelest listí

10

10-11

0,000 065

Tichá zahrada

20

10-10

0,000 2

Housle hrající pianissimo

30

10-9

0,000 65

Kroky, tichá hudba

40

10-8

0,002

Hluk v kavárně

50

10-7

0,006 5

Rozhovor, hluk v obchodě

60

10-6

0,02

Hlasitá řeč, hluk automobilu

50

10-5

0,064 5

Kancelář s mechanickými psacími stroji

80

10-4

0,204

Rušná ulice, automobilový klakson

90

10-3

0,645

Fortissimo orchestru, siréna

100

10-2

2,04

Sbíječka

110

10-1

6,45

Tryskový motor, hrom

120

1

20,4

Práh bolesti

130

10

64,5

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Hladina akustického tlaku Hladina akustického tlaku LP [dB] je definována vztahem:

kde je p efektivní hodnota sledovaného akustického tlaku [Pa] a p0 referenční hodnota akustického tlaku (pro vzduch p0 = 2*10-5 Pa). Referenční hodnota akustického tlaku je přitom taková minimální hodnota akustického tlaku, kterou je ještě schopen zaznamenat nepoškozený lidský sluchový orgán. Z rovnice je zřejmé, že každému zvýšení akustického tlaku o jeden řád odpovídá zvýšení hladiny akustického tlaku o 20 dB.

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Hladina akustického výkonu Hladina akustického výkonu LW [dB] je definována vztahem:

kde je P sledovaný akustický výkon [W] a P0 referenční hodnota akustického výkonu (P0 = 10-12 W). Z rovnice je zřejmé, že každému zvýšení akustického výkonu o jeden řád odpovídá zvýšení hladiny akustického výkonu o 10 dB. Hladinu akustického tlaku měříme zvukoměrem, což je citlivý (nejčastěji kapacitní) mikrofon převádějící akustický tlak na elektrické napětí. Změřené napětí pak zobrazí na voltmetru ocejchovaném v decibelech.

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Hladina akustického výkonu

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Ekvivalentní hladina Většina hluků v našem prostředí nemá ustálený, ale proměnný charakter. Z hlediska závislosti hladiny akustického tlaku na čase se rozlišují následující druhy hluku: - Ustálený hluk – takový hluk, u něhož se hladina akustického tlaku nemění o více než 5 dB. - Proměnný hluk – takový hluk, u něhož se hladina akustického tlaku v daném místě a daném časovém intervalu mění v závislosti na čase o více než 5 dB. - Proměnný přerušovaný hluk – hluk, který je po většinu času ustálený, ale v krátkých časových okamžicích se náhle mění. Typickým příkladem tohoto hluku je kompresor.

Příklad časového průběhu hladiny akustického tlaku

Právě v případech, kdy se hluk výrazněji mění s časem, se zavádí ekvivalentní (neboli trvalá konstantní) hladina Leq [dB].

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Ekvivalentní hladina Ekvivalentní hladina je fiktivní ustálená hladina zvolené veličiny (především akustického tlaku nebo intenzity zvuku), která má stejný účinek na člověka jako proměnný hluk během stejného časového úseku.

V praxi se uplatňuje upravený vzorec, vycházející z časového rozložení hladin akustického tlaku LpA:

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Korekce, váhové filtry (korekční křivky) Člověk nevnímá stejně hlasitě stejně intenzivní podněty při různých frekvencích. Pokusy ukázaly, že toto vnímání se navíc mění při různých hlasitostech. Výsledkem těchto měření a pokusů jsou ISO křivky (dříve Fletcher-Munsonovy křivky) stejné hlasitosti. Aby změřené hodnoty více reflektovaly lidské vnímání, vznikly analyticky jednoduše vyjádřitelné korekční křivky A, B, C.

Fón (Phon) je jednotkou hladiny hlasitosti. Hladinou hlasitosti je nazývána subjektivní hlasitost, která je vnímána sluchem. Hladina hlasitosti je definována tak, že hladina hlasitosti 1 fón je při kmitočtu 1kHz stejně velká jako jednotka hladiny zvuku 1dB.

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Korekce, váhové filtry (korekční křivky) Lidský sluch má všeobecně nestejnou citlivost při různých kmitočtech. Při vnímání zvuku tedy dochází ke zkreslení. Z tohoto důvodu se zavádí váhové filtry A, B a C, které jsou inverzní ke křivkám stejné hlasitosti při hladinách 40 dB, 80 dB a 120 dB (v mezinárodním měřítku se nejčastěji používá váhový filtr typu A). U váhových filtrů jsou zavedeny tzv. korekce. Hlukoměry jsou běžně vybaveny některým z těchto filtrů. Ke každé skutečně změřené hladině zvuku přičte příslušnou korekci a přepočte hladinu zvuku tak, jak ji vnímá lidský sluch. Na obr. jsou uvedeny frekvenční závislosti korekcí filtrů A, B a C. Křivka C je v intervalu 125 Hz až 1 kHz konstantně rovna nule (nezavádí žádnou korekci), nad tímto intervalem a pod ním zavádí zápornou korekci. Křivka B připodobňuje měření subjektivnímu vjemu hlasitých zvuků. Křivka A vjemu slabších zvuků. Pokud udáváme veličinu upravenou pomocí korekční křivky, neudáváme už hladinu tlaku/intenzity, ale hladinu zvuku a za značku decibelu se do závorky doplní symbol použité korekční křivky. Např.:

Průběhy váhových křivek filtrů typů A, B a C

DECIBELOVÉ AKUSTICKÉ VELIČINY Souvislosti základních decibelových veličin hladiny intenzity zvuku a hladiny akustického tlaku: Hladina akustického tlaku Lp a hladina intenzity zvuku LI jsou přibližně stejné. hladiny akustického výkonu a hladiny akustického tlaku: Hladina akustického tlaku Lp klesá s rostoucí vzdáleností od bodového zdroje zvuku s hladinou akustického výkonu Lw. hladiny akustického výkonu a hladiny intenzity zvuku: Hladina intenzity zvuku LI klesá s rostoucí vzdáleností od bodového zdroje zvuku s hladinou akustického výkonu Lw.

PŮSOBENÍ HLUKU NA ČLOVĚKA Rozdělení účinků: Účinky obtěžující jsou obtížně kvantifikovatelné, protože jejich dopad se různí podle pocitů, dojmů a zdravotní dispozice osob zasažených hlukem. Také zdroje hluku mají různý rušivý účinek, např. silniční hluk je méně rušivý než hluk letecký a naopak ruší více než hluk z běžného železničního provozu. Účinky škodlivé jsou účinky vyvolané nepřípustně vysokou hladinou hluku.

PŮSOBENÍ HLUKU NA ČLOVĚKA Dělení hluku podle působení na člověka: -

Pásmo fyziologické – do 69 dB(A) Pásmo zátěže – 70 – 94 dB (A) Pásmo poškození – 95 – 119 dB (A) Pásmo hmatu – 120 – 129 dB (A) Pásmo bolesti – 130 dB (A) a více Do 120 dB považujeme působení hluku za specifické, Od 120 dB považujeme působení hluku za mechanické. Od 130 dB vznikají hrubé strukturní změny ve vnitřním uchu. Od 170 dB vznikají hrubé strukturní změny na bubínku a sluchových kůstkách

PŮSOBENÍ HLUKU NA ČLOVĚKA Negativní účinky v pásmu zátěže: Psychická sféra: - rušivý účinek hluku s následným snížením koncentrace a pozornosti - neurotizace organizmu (cca do hodnoty 65 dB). Fyziologická sféra: změny : - krevního tlaku - srdeční frekvence - některých funkcí oka (65 - 90 dB v bdělém stavu, 45 - 90 dB ve spánku).

PŮSOBENÍ HLUKU NA ČLOVĚKA Poškození sluchu hlukem: Příznaky poškození sluchu hlukem: − nedoslýchavost, − ušní šelest, − závratě, − další (bolest, teploty, ušní výtok, svědění). Zdroj poškození sluchu: − okamžitý (akutní hlukové trauma), − dlouhodobý (poškození sluchu hlukem - chronické akustické trauma, příznaky chronického poškození jsou progrese v čase, symetrie, porucha porozumění, ušní šelest, možné závratě a bolesti v uších. Typicky se vyskytuje v případech práce v hluku). Mechanismem poškození je hluk (akustický tlak), exploze (mechanický tlak vzduchu) nebo vibrace (tlak pod prahem slyšitelnosti).

PRÁVNÍ PODMÍNKY PRO ZÁTĚŽ HLUKEM Limity Limity pro hluk jsou stanoveny nařízením vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. U venkovního hluku stanoví nařízení vlády zvlášť limity pro hluk ze stavební činnosti a z leteckého provozu, pro zdravotnická zařízení, pro impulsní hluk, pro hudbu a řeč.

hodnotí se ekvivalentní hladina akustického tlaku A stanovená pro celou dobu hodnocení LAeq,T

PRÁVNÍ PODMÍNKY PRO ZÁTĚŽ HLUKEM HLUK V CHRÁNĚNÝCH VNITŘNÍCH PROSTORECH, V CHRÁNĚNÝCH VENKOVNÍCH PROSTORECH STAVEB A CHRÁNĚNÉM VENKOVNÍM PROSTORU

chráněné vnitřní prostory staveb Pro hluk z dopravy na pozemních komunikacích, s výjimkou účelových komunikací, a dráhách a pro hluk z leteckého provozu se ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,T stanoví pro celou denní (LAeq,16h) a celou noční dobu (LAeq,8h). V případě hluku z leteckého provozu se hygienický limit v chráněných vnitřních prostorech staveb vztahuje na charakteristický letový den. Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A se stanoví pro hluk pronikající vzduchem zvenčí a pro hluk ze stavební činnosti uvnitř objektu

součtem základní hladiny akustického tlaku A LAeq,T , která se rovná 40 dB a korekcí přihlížejících ke druhu chráněného prostoru a denní a noční době podle přílohy nařízení vlády. +) Pro hluk z dopravy v okolí dálnic, silnic I. a II. třídy a místních komunikací I. a II. třídy, kde je hluk z dopravy na těchto komunikacích převažující, a v ochranném pásmu drah se přičítá další korekce + 5 dB. Tato korekce se nepoužije ve vztahu k chráněnému vnitřnímu prostoru staveb povolených k užívání k určenému účelu po 31. prosinci 2005.


chráněné venkovní prostory staveb a chráněné venkovní prostory Pro hluk z dopravy na pozemních komunikacích, s výjimkou účelových komunikací, a dráhách a pro hluk z leteckého provozu se ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,T stanoví pro celou denní (LAeq,16h) a celou noční dobu (LAeq,8h). Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A, s výjimkou hluku z leteckého provozu a vysoko energetického impulsního hluku, se stanoví součtem

základní hladiny akustického tlaku A LAeq,T, který se rovná 50 dB a korekcí přihlížejících ke druhu chráněného prostoru a denní a noční době podle přílohy k nařízení.

1) Použije se pro hluk z provozu stacionárních zdrojů, hluk z veřejné produkce hudby, dále pro hluk na účelových komunikacích a hluk ze železničních stanic zajišťujících vlakotvorné práce, zejména rozřaďování a sestavu nákladních vlaků, prohlídku vlaků a opravy vozů. 2) Použije se pro hluk z dopravy na silnicích III. třídy a místních komunikacích III. třídy a dráhách. 3) Použije se pro hluk z dopravy na dálnicích, silnicích I. a II. třídy a místních komunikacích I. a II. třídy v území, kde hluk z dopravy na těchto komunikacích je převažující nad hlukem z dopravy na ostatních pozemních komunikacích. Použije se pro hluk z dopravy na dráhách v ochranném pásmu dráhy. 4) Použije se v případě staré hlukové zátěže z dopravy na pozemních komunikacích s výjimkou účelových komunikací a dráhách uvedených v bodu 2) a 3). Tato korekce zůstává zachována i po položení nového povrchu vozovky, prováděné údržbě a rekonstrukci železničních drah nebo rozšíření vozovek při zachování směrového nebo výškového vedení pozemní komunikace, nebo dráhy, při kterém nesmí dojít ke zhoršení stávající hlučnosti v chráněném venkovním prostoru staveb nebo v chráněném venkovním prostoru, a pro krátkodobé objízdné trasy. Tato korekce se dále použije i v chráněných venkovních prostorech staveb při umístění bytu v přístavbě nebo nástavbě stávajícího obytného objektu nebo víceúčelového objektu nebo v případě výstavby ojedinělého obytného, nebo víceúčelového objektu v rámci dostavby proluk, a výstavby ojedinělých obytných nebo víceúčelových objektů v rámci dostavby center obcí a jejich historických částí.


příklady Interiér obytných místností

Základní limity

starou hlukovou zátěží hluk v chráněném venkovním prostoru a chráněných venkovních prostorech staveb, který vznikl před 1. lednem 2001 a je působený dopravou na pozemních komunikacích a dráhách

Stará hluková zátěž 45 dB

45 dB


příklady Fasády obytných domů (prostor před)

HLUK Z DOPRAVY Zdroj hluku a vibrací z dopravy: - pohonné jednotky vozidel nebo letadel - styk kol vozidel s vozovkou, kol s kolejnicí - aerodynamické účinky karosérií vozidel a trupů letadel Faktory ovlivňující hladinu hluku a vibrací: - urbanizace prostoru - hustota osídlení - struktura a hustota dopravní sítě ( kvalita jednotlivých součástí infrastruktury) - rostoucí množství dopravních prostředků ( konstrukce, použité materiály)

HLUK ZE SILNIČNÍ DOPRAVY Zdroje automobilového hluku

HLUK ZE SILNIČNÍ DOPRAVY Složky hluku z automobilové dopravy •

Při nízké rychlosti (cca do 40 km/h u OA a cca do 60 km/h u NA) je u vozidel vybavených spalovacím motorem dominantním zdrojem hluku hnací jednotka.

•

Při střední rychlosti převládá hluk od pneumatik, způsobený jejich odvalováním po vozovce, je dominantní přibližně do rychlosti 200 km/h.

•

Při vysoké rychlosti je dominantním zdrojem hluku aerodynamický hluk, zapříčiněný obtékáním vzduchu kolem vozidla.

HLUK ZE SILNIČNÍ DOPRAVY Složky hluku z automobilové dopravy

Co valivý hluk ovlivňuje: • kvalita, dezén a tlak pneumatiky, • rychlost vozidla, • mokrá nebo suchá vozovka, • textura povrchu vozovky: o o o

Mikrotextura je odchylka povrchu vozovky od ideálně rovného povrchu s charakteristickými rozměry menšími než 0,5 mm. Je to tedy souhrn výstupků na jednotlivých zrnech kameniva. Makrotextura je odchylka povrchu vozovky od ideálně rovného povrchu s charakteristickými rozměry 0,5 mm až 50 mm. Je to tedy souhrn prohlubní na povrchu krytu vozovky.

mikrotextura λ = 0-0,5 mm; určená drsností povrchu makrotextura λ = 0,5-50 mm; určená křivkou zrnitosti a největším zrnem ve směsi megatextura λ = 50-500 mm; určená technologickým provedením obrusné vrstvy

• mezerovitost obrusné konstrukční vrstvy; • vlastní návrh a složení směsi; • velikost maximálního zrna ve směsi.

HLUK ZE SILNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z automobilové dopravy URBANISTICKO – ARCHITEKTONICKÁ PROTIHLUKOVÁ OPATŘENÍ

Toto opatření se týká komplexního řešení obytných souborů z hlediska funkčního uspořádání. Doporučeno je: - využívat blokovou zástavu - umísťovat objekty podle jejich účelu, tzn. blíže ke komunikaci umísťovat objekty, které nevyžadují protihlukovou ochranu. - zvolit vhodné dispoziční řešení obytných prostor - obývací místnosti a ložnice situovat na odvrácenou stranu od pozemní komunikace - využít výškové řešení budov – tím je možné docílit snížení hladiny hluku. - využívat zvukového stínu již zrealizovaných budov. - architektonické řešení budovy, jako je její tvar nebo tvar průčelí může mít vliv na hladinu šířícího se hluku

HLUK ZE SILNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z automobilové dopravy

URBANISTICKO – DOPRAVNÍ PROTIHLUKOVÉ OPATŘENÍ Jde o soubor opatření spočívajících v situování zdrojů hluku do co největší vzdálenosti od center měst a obcí a dopravu regulovat a na území obce / města využívat efektivně. Doporučeno je: - optimalizovat přepravní nároky a racionalizovat přepravní vztahy - z centra a obytných zón by měla být vyloučena tranzitní doprava - snížení počtu všech automobilů v městských centrech zpoplatněním jejich vjezdu - rychlostní komunikace vést mimo obytné zóny a areály s vyššími nároky na hlukovou ochranu - v blízkosti obytných souborů vyloučit těžkou nákladní dopravu - jednotlivé druhy dopravy soustředit do hlavních tras s možností vytvoření protihlukových opatření - trasy komunikací vést v dostatečné vzdálenosti od obytných budov - vytvořit podmínky pro preferenci hromadné dopravy. - dopravní plochy, jako parkoviště, apod. navrhovat v dostatečné vzdálenosti od obytných, zdravotních, školních a rekreačních zón. - v centrech měst a sídlišť organizovat klidové zóny s vyloučením automobilové dopravy a s časově omezeným vjezdem vozidel pro zásobování.


DOPRAVNĚ – ORGANIZAČNÍ PROTIHLUKOVÉ OPATŘENÍ Opatření, u kterých jsou při redukci hluku nejdůležitějšími činiteli intenzita dopravy a rychlost dopravního proudu. Lepší organizací dopravy lze tedy dosáhnout menších hlukových emisí. Doporučeno je: - snaha o odvedení tranzitní nákladní dopravy z center měst - snížení počtu všech automobilů v městských centrech zpoplatněním jejich vjezdu

- realizace obchvatů - upřednostnění MHD - omezení rychlosti všech nebo jen nákladních vozidel


STAVEBNĚ – TECHNICKÁ PROTIHLUKOVÁ OPATŘENÍ Z hlediska stavebně – technického existuje mnoho variant jak snižovat hluk. U nás se v poslední době velmi rozšířilo budování protihlukových stěn, ovšem je potřeba zvážit, zdali je výstavba těchto stěn vždy jediné přijatelné řešení, jak z pohledu efektivnosti, tak z pohledu ekonomického. Existují totiž dva typy ochrany k snížení silničního hluku - „aktivní ochrana“ a „pasivní ochrana“. Stavebně – technická opatření zahrnují obě tyto možnosti redukování hladiny silničního hluku. Možná opatření:

- Vedení trasy v zářezu, viaduktu či estakádě, realizace zemních valů - Provádění tunelů - Zvýšení vzdálenosti trasy pozemní komunikace od chráněných objektů - Výsadba zeleně - Realizace nízkohlučných povrchů - Stavba protihlukových stěn - Protihluková okna

HLUK ZE SILNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z automobilové dopravy STAVEBNĚ – TECHNICKÁ PROTIHLUKOVÁ OPATŘENÍ PROTIHLUKOVÉ STĚNY

Tvary protihlukových stěn: a) Svislé b) Šikmé c) Lomené d) Oblé e) Galeriové f) Tunelové Šíření hluku za protihlukovou stěnou v závislosti na výšce stěny:

HLUK ZE ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Zdroje a složky hluku Mezi zdroje hluku z železniční dopravy řadíme aerodynamický hluk, hluk pohonu hnacích vozidel a hluk valivý. Dále pak vzniká ještě lokální dopravní hluk vyvolaný hlukem brzd, místním rozhlasem, zabezpečovacím zařízením apod. Hluk z pohonů hnacích vozidel je jen málo závislý na rychlosti. Je však určující při rychlostech nižších, cca do 50 km/h, kdy je požadován plný výkon a valivý hluk je relativně nízký. Hodnota aerodynamického hluku se zvyšuje s rychlostí jízdy a je tedy dominantní u tratí vysokorychlostních. Valivý hluk závisí jak na trati (např. v oblouku dochází ke zvyšování hladiny hluku vlivem většího tření okolku železničních vozidel o hlavu kolejnice), tak na vozidle. Lze jej ovlivnit údržbou.

HLUK ZE ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z železniční dopravy Protihluková opatření lze obecně rozdělit na aktivní a pasivní: - aktivní opatření se snaží vzniku hluku zabránit - pasivní opatření omezují šíření hluku, který již vznikl. AKTIVNÍ OPATŘENÍ Mezi aktivní protihluková opatření řadíme opatření urbanistická, architektonická, opatření dopravněorganizační a technická. U železniční dopravy jsou tato opatření reprezentována mimo jiné redislokací železničních vozidel nebo změnou jejich oběhu tak, aby v určitém kritickém úseku jezdila méně hlučná vozidla, přesunutím určitých dopravních úkonů (např. posun nebo rozpouštění vozů na svážném pahrbku a sestavování souprav nebo výměna hnacího vozidla) na jinou denní dobu nebo do jiné stanice či dočasným příkazem k pomalé jízdě (omezení rychlosti) v některém úseku. Poslední skupinou aktivních protihlukových opatření jsou opatření technická, která mohou být realizována buď přímo na vozidle (nově vyvinuté materiály a konstrukce, kvalitní údržba vozidel, tvar vozidel, zavedení vlakových jednotek místo klasických souprav apod.), nebo v kolejové infrastruktuře (údržba, vhodná volba konstrukčních prvků do konstrukce železničního svršku, elektrizace apod.).

Aktivní opatření však obvykle omezují technologii železniční dopravy. PASIVNÍ OPATŘENÍ Pasivní protihluková opatření snižují až vzniklý hluk. Měla by se tedy uplatnit tam, kde již nemáme jinou možnost, jak hlukovou situaci v daném místě snížit. Jedná se zpravidla o stavby, které jsou umístěny mezi zdrojem a příjemcem, tedy především o výstavbu protihlukových clon, kam řadíme protihlukové stěny a zemní valy. Mezi tato pasivní protihluková opatření patří také opatření na budovách, například protihluková okna třetí a vyšší třídy či zvukoizolační omítky.

HLUK ZE ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z železniční dopravy APLIKACE AKTIVNÍCH PROTIHLUKOVÝCH OPATŘENÍ

Aktivní opatření aplikovaná na vozidlo: - optimalizace tvaru kola (osová symetrie kola) - co nejmenší průměr kola, co nejtlustší disk kola nebo protihlukové absorbéry na kolech (nejlépe laditelné)

Protihluková opatření aplikovaná na trati patří: - užití bezstykové koleje - pružné upevnění - pružné kolejnicové podložky a kolejnicové absorbéry.


Brzdy:

Ze železniční dopravy je valivý hluk převládající pro rychlosti cca do 200 km/h. Hlavním důvodem je používaná technologie brzdění, kdy na povrchu kol brzdící litinové brzdové špalíky vytváří na kolech i kolejích zdrsněný povrch. Proto byly vyvinuty brzdové špalíky z kompozitních materiálů, mezinárodně schválené od roku 2003, které umožňují snížit vnímaný hluk valení až o 50 %. Původně se brzdové špalky vyrábí ze šedé litiny. Konkrétně:

-

špalíky typu „K“, které vyžadují vysoké náklady na dodatečné přestrojení vozů. Špalíky typu K jsou vyrobeny z organického kompozitního materiálu a mají ve srovnání s tradičními špalíky odlišné brzdné vlastnosti. Dodatečné vybavení těmito špalíky vyžaduje úpravy brzdového systému, což vede k dodatečným počátečním nákladům až do výše 10 000 EUR na každý kolejový vůz. Jsou velmi účinné, pokud jde o snížení hluku (snížení až o 10 dB, což se rovná 50 %), a u nových vozů jsou obecně považovány za bezdopadové z hlediska nákladů.

-

špalíky typu „LL“, náhrada za litinové špalky u stávající špalíkové brzdy. Špalíky typu LL vyžadují pouze drobné úpravy brzdového systému. Jsou zkonstruovány tak, aby jejich brzdné vlastnosti byly velmi podobné vlastnostem litinových brzdových špalíků. Jsou vyrobeny buď z organického kompozitního materiálu, nebo ze slinutého kovu a snižují hluk v řádově stejném rozsahu jako špalíky typu K.


Kola: Další variantou je použití tlumičů hluku, které se montují přímo na kolo. Útlum spočívá ve speciálních kompozitních tlumičích, které se montují do přechodové oblasti desky a věnce kola. Pro zvýšení účinnosti mohou být tlumiče hluku kombinovány s pryží odpruženým kolem. Tlumiče jsou schopny dosáhnout tlumení valivého hluku až o 5 dB(A), zatímco u kvílivého hluku až o 30 dB(A) (tato hodnota platí pro frekvence v okolí 4000 Hz).

HLUK ZE ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z železniční dopravy APLIKACE PASIVNÍCH PROTIHLUKOVÝCH OPATŘENÍ

Protihlukové stěny na dráze: V České republice se podél železničních tratí protihlukové stěny začaly budovat v první polovině 90. let, a to v souvislosti s modernizací železničních tratí. Druhým mezníkem byl rok 2006, kdy bylo přijato nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací v platném znění, kterým byly stanoveny nejvyšší přípustné hygienické limity hluku v chráněném vnitřním prostoru staveb, chráněném venkovním prostoru staveb a chráněném venkovním prostoru. Typy protihlukových clon jsou tzv. klasické protihlukové stěny a nízké protihlukové stěny. Měření prokázala, že stěny vysoké 760mm, jejichž pořizovací náklady jsou sice poloviční, nemají stejnou účinnost jako stěny vysoké 2 m. Pro bližší kolej byla účinnost nízkých stěn pro snížení hladiny hluku 4 až 7 dB(A), zatímco u stěny 2 m to bylo 8 až 12 dB(A)

Vývoj celkové délky protihlukových stěn podél železničních tratí v ČR

HLUK ZE ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z železniční dopravy APLIKACE PASIVNÍCH PROTIHLUKOVÝCH OPATŘENÍ

Nízké protihlukové stěny na dráze:

HLUK ZE ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Snižování hluku z železniční dopravy Metody snížení hluku a jejich účinnost

HLUK Z LETECKÉ DOPRAVY Zdroje a složky hluku Pohonná jednotka letounu – U proudových letounů je zdrojem hluku sací kanál motoru a výtoková tryska. Hluk sacího kanálu má v bezprostřední blízkosti intenzitu 90 – 100 dB. Hluk výtokové trysky zasahuje do kuželovitě se rozšiřujícího prostoru ve směru výfuku plynů. Intenzita hluku dosahuje až 140 dB. Zdrojem hluku u vrtulových letounů jsou motory a vrtule. Hluk generovaný vrtulemi má poměrně nízké frekvenční spektrum převážně v nižších frekvencích. Je ovlivňován režimem motoru, počtem otáček vrtule a počtem jejich listů. Průměrná hodnota intenzity hluku je 110 dB . Maximum vyzařování hluku je v ose letu. Turbulentní proudění vzduchu obtékajícího letadlo – Hluk je způsoben turbulencí mezi vrstvy vzduchu obtékající letoun. Jedná se o hluk o širokém frekvenčním spektru. S narůstající rychlostí přibývá vysokofrekvenční složka. Intenzita a charakter hluku je ovlivňován aerodynamikou konstrukce trupu a nosných ploch daného letounu, výškou a rychlostí letu. Radiokorespondence – Tento typ hluku se týká pouze leteckého personálu. Jde o širokopásmý hluk impulsního charakteru a s maximem v rozmezí 500 až 4000 Hz. Frekvenční charakteristika, intenzita a četnost akustických impulsů záleží na hloubce a síle hlasu, rychlosti hovoru, hustotě radiokomunikace, hlasitostí poslechu a pod. Maximální hodnoty intenzity mohou dosahovat až 110 dB. Klimatizace - Jedná se o nízko frekvenční hluk, kterému jsou dlouhodobě vystaveni cestující a posádka letadla. Jeho charakter závisí na konstrukci klimatizačního zařízení, režimu chodu motoru, velikosti přetlakové kabiny a pod. Může dosahovat hodnot 100 dB. Supersonický třesk – Aerodynamický impulsní hluk rázové vlny letounu letícího nadzvukovou rychlostí.

HLUK Z LETECKÉ DOPRAVY Snižování hluku z letecké dopravy Snižování hluku v okolí letišť a zmírňování dopadu účinku hluku na obyvatele je možné několika způsoby: -

snižování hlučnosti u zdroje o o o

-

změna provozních postupů o o o

-

zavádění moderních letadel výměna motorů u starších letadel odhlučňování motorů

optimalizace profilu vzletu a přiblížení na přistání stanovení standardních hlukových tratí zákaz nočních letů

stavební úpravy o o

protihlukové valy odhlučňování domů

VIBRACE • Vibrace = kmitavý pohyb těles nebo mechanického kontinua (chvění = zvuk vedený konstrukcí) • Vznikají pohybem pružného tělesa nebo prostředí, jehož jednotlivé body kmitají kolem své rovnovážné polohy (vyvolává je např. - chod strojů a přístrojů, - motorů dopravních prostředků, - lodní paluby vlivem mořských vln apod.). • Z těchto zdrojů se přenášejí vibrace na člověka přímo nebo prostřednictvím dalších materiálů, médií a zařízení (sedadlem traktoru, palubou lodi, plošinou vrtné soupravy, podlahou bytu v blízkosti zdrojů vibrací apod.).

VIBRACE

Vibrace jsou určovány: - frekvencí (kmitočtem), - amplitudou (rozkmitem), - rychlostí, - zrychlením, - časovým průběhem, - směrem. Podle způsobu přenosu dělíme vibrace na: 1. 2. 3. 4. 5.

celkové horizontální nebo vertikální vibrace, posuzované v kmitočtovém rozsahu 0,5 Hz až 80 Hz, vibrace přenášené na ruce, posuzované v kmitočtovém rozsahu od 8 Hz do 1000 Hz, vibrace přenášené zvláštním způsobem, na hlavu, páteř, rameno atp. posuzované v kmitočtovém rozsahu od 1 Hz do 1000 Hz, celkové vertikální vibrace o kmitočtu nižším než 0,5 Hz, které vyvolávají nemoci z pohybu, celkové vibrace v budovách, posuzované v kmitočtovém rozsahu od 1 Hz do 80 Hz.

VIBRACE

Nebezpečné lokální vibrace

VIBRACE Při měření vibrací přenášených na člověka se postupuje podle normových metod. Základní veličinou používanou k popisu mechanického pohybu je zrychlení vibrací vyjádřené efektivní hodnotou aef [m/s2] nebo hladinou zrychlení La [dB] vztaženou k referenčnímu zrychlení.

La = 20 log (aef/a0) (dB) – aef = referenční hodnota zrychlení = 10-6 m/s2 – a0 = efektivní hodnota zrychlení Základním deskriptorem pro hodnocení vibrací přenášených na člověka je průměrná (energeticky ekvivalentní) hladina zrychlení vibrací, která se podle způsobu a směru působení vibrací kmitočtově váží příslušným váhovým filtrem (na vibrometru, např.)

VIBRACE Obecná protivibrační opatření 1.

Základem je vyloučení nebo podstatné omezení emise vibrací přímo na zdroji.

2.

Omezení cest šíření vibrací. Zahrnuje to přerušení cesty šíření vibrací na pracovní místa a místa pobytu osob v budovách. Tato opatření se často provádějí v součinnosti se snižováním hluku šířeného stavební konstrukcí budovy.

3.

Organizační a technologická opatření vibracím. Tato opatření jsou nejčastěji pracovníků obsluhy strojů, stanovení stanovení přípustného počtu pracovních technologie výroby aj.

4.

Použití osobních ochranných pracovních přenášeným, vibracím (např. na ruce)

na snížení expozice založena na střídání povinných přestávek, směn nebo změně prostředků

proti

NEGATIVNÍ ÚČINKY DOPRAVY NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ 1. OVZDUŠÍ 2. VODA, PŮDA

Recommend Documents