Zvládání železničního hluku v Evropě Jakob Oertli1 Aby se potvrdilo, že doprava po železnici respektuje okolní prostředí, musí také kolejnice způsobovat méně hluku. Mnoho národních podnětů a velmi působivých evropských průzkumů bylo v posledních letech provedeno kvůli definování přísnějších emisních limitů pro nové materiály a plán akcí pro nakládání s existujícími tratěmi a vozovým parkem. Evropská komise je citlivá na dopady dopravy na okolní prostředí. Oceňuje, že železnice je dopravním prostředkem, který nejvíce respektuje okolní prostředí a je „nejtrvanlivější“ jak pro cestující, tak pro náklad. Komise proto v Bílé knize doporučuje zvýšení podílu přepravy zboží na železnici.Vyhlašovaným cílem je znovu dosáhnout úrovně provozu z r. 1998 v horizontu roku 2010. V Zelené knize EU považuje hluk za jednu ze základních lokálních škodlivin pro okolní prostředí a hodlá tedy dát důležitou prioritu snížení hluku. V důsledku toho je v rozpracování nový a přísnější zákon proti hluku, obsahující zároveň položku vzniku hluku dopravou a příjmu okolního hluku. Komisi radí na téma hluk několik pracovních skupin. Mezi nimi figuruje skupina „Železniční hluk“, která ukončila své práce v r. 2004. Podílela se na všech důležitých činnostech v oboru, podrobila rozboru početné scénáře pro zvládnutí hluku a vytváří „Dokument snímání stavu“, který předpokládá jako první prioritu přechod na úroveň vozového parku (hnací a tažná vozidla), existujícího díky novým systémům tichého brždění a pro nové vozy fixaci limitních hodnot emise hluku. Mnohé národní i evropské studie vesměs vyvozující vynikající ekonomickou účinnost z volby „zkvalitnění vozového parku …“ (viz dále) byly silně ovlivněny závěry pracovní skupiny. Limitní hodnoty emise hluku, doporučené pracovní skupinou, byly zahrnuty EU do Technických specifikací interoperability (TSI). Různé limity byly definovány pro nový vozový park a Výzkumy, které představují snížení hluku Několik evropských výzkumných projektů uvádí nástroje a techniky umožňující zavedení směrnice END(2002/49/ES). Především je třeba zmínit „Harmonoise“, který vytvořil modely předvídání okolního hluku vytvořeného silničním a železničním provozem, stejně jako „Imagine“, který propracoval metody kalkulu. Projekt „Silence“hledá integrované metody pro snížení hluku v urbanistických zónách. Všechny tyto evropské výzkumy pro zvládnutí hluku jsou koordinovány sítí CALM. pro vozový park renovovaný, pro různé typy železničních vozidel (na příklad: nákladní vagony, lokomotivy, motorové jednotky, osobní vozy) a jejich používání v různých situacích (na příklad: při průjezdu vlaků, při stání vlaků, při rozjíždění a uvnitř vozidla). Pro klasické tratě vstoupily dne 23. června 2006 v platnost limitní hodnoty hluku při průjezdu vlaků. Tato TSI upozorňuje, že zkvalitnění vozidel je žádoucí pro urychlení snížení hluku způsobovaného železničními náklady. 1
Jakob Oertli, specialista na hluk z Centra pro železniční prostředí, CFF 1
Na druhou stranu, všechny evropské země, jakož i Norsko a Švýcarsko, pro své nové tratě jednotně definovaly limitní prahy přijímaného hluku. Mnoho zemí dokládá limity pro modernizované tratě a některé z nich, jako Švýcarsko a Itálie, definovaly práh přijímaného hluku i pro tratě existující. Směrnice 2002/49/ES vztahující se k měření a snižování hluku prostředí (řečená „END“) požaduje, aby se připravila strategická mapa hluku a plán akcí pro velké železniční osy (od 60 000 vlaků ročně) a pro velké aglomerace (od 250 000 obyvatel) od r. 2007 (pro mapy) a 2008 (pro plány akcí). O pět let později bude potřeba mít narýsované mapy a sestavené plány akcí pro osy zaručující 30 000 vlaků ročně a více, rovněž i pro aglomerace od 100 000 obyvatel. Železnice v souvislostech Nákladní doprava je hlavním zdrojem hluku na současné železniční síti. K tomu, aby železniční sítě zůstaly trvalým způsobem dopravy, musí řešit svoji prvotní škodlivost pro okolí a potlačit hluk, který produkují. Mimoto, otázky hluku budou schopny bránit zvýšení provozu a následně zbrzdí uskutečnění politiky evropské dopravy, která míří především ke zvýšení podílu železničního obchodu. Když se zvažují prostředky k působení na hluk železničního původu, musí být brány souhrnně zvláštní podmínky, kterými je obklopena železnice: - železniční podnikání je konfrontováno s extrémně konkurenčním ekonomickým prostředím. Každá investice má dopady vzhledem ke konkurenceschopnosti a musí se uvážit s velkou opatrností; - obecně, nákladní vagóny mají před obnovením dlouhou životnost. Nemůže se tedy snižovat hluk uspokojivým způsobem, jestliže počítáme s cyklem normální náhrady vagónů; - dotýká se to mnoha činitelů s různými prioritami: provozovatelů, správců infrastruktury, vlád, krajinářských a vodohospodářských úřadů. Program činnosti UIC Železniční sítě si jsou vědomy nutnosti snížit hluk. Proto Mezinárodní svaz železnic (UIC), Evropská železniční společnost (CER) a Mezinárodní svaz osobních vagónů (UIP) vydaly v r. 1998 „Program činnosti pro snížení hluku v nákladní dopravě.“ Tento projekt směřuje k vybavení nových vagónů kompozitovými brzdnými bloky a ke konkretizaci zkvalitnění stávajícího vozového parku. Techniky, které jsou k dispozici Hluk vznikající dopravou, v tom se rozumí i železniční doprava, může být limitován následujícími prostředky: - zdrojem – k tomu je potřeba obecně předpokládat zkvalitnění buď vozového parku, nebo dráhy; - mezi zdrojem a obyvatelstvem – nejrozšířenějším nástrojem pro snížení šíření hluku jsou akustické clony; - u obyvatelstva – když ostatní způsoby selhaly, mohou poskytnout ochranu zvukotěsná okna.
2
zdrojem
mezi zdrojem a obyvatelstvem u obyvatelstva
Připomínáme, že hluk železniční jízdy pochází z nepatrného rozdílu mezi silnicí a kolejí. Může se to odstranit z velké části udržováním povrchu kol a kolejí dokonalým vyhlazením (LR 130). Proto má volba čelistí brzdy tak velký vliv: ocelové vytvářejí na kolech hrbolatost; čelisti ze slitin (kompozitové) uchovávají povrch hladký. V současné době se diskutuje o dvou typech kompozitových brzd: špalík brzdící zdrže (brzdové obložení) K a špalík brzdící zdrže LL. Závěrem strategie vypracované UIC je vybavit nové vagóny brzdovým obložením K, zatímco existující vagóny budou na úrovni vybavení brzdovým obložením LL. Snížení hluku
Možnosti zkvalitnění Charakteristika brzdění Schválení
Brzdové obložení K Brzdové obložení LL 8-10dB (měřeno při Není ještě dostatečně průjezdu, při 80 km/h, při kvantifikováno (předpokládá se o 2dB 7,5 m brzdné dráhy) nižší než u typu K) Nutná úprava brzdícího Žádná úprava nutná není systému Nezávislá na rychlosti Závislá na rychlosti (jako u litinových brzd) Definitivní schválení tří Prozatímní schválení tří typů od prosince 2003 typů pro 2005 – 2007, definitivní schválení se předpokládá v roce 2007
Ekonomické údaje Švýcarsko započalo v létech 1990 s velmi komplexními studiemi náklady/zisky, týkajícími se rozdílných možností snižování zvukových škodlivin. Uvedené studie daly základ politice snižování hluku, která chrání 70 % obyvatelstva podél železničních tratí s vynaložením pouze 30 % předpokládaných nákladů (LR 130). Tyto výsledky podnítily průzkum UIC ve dvou koridorech, jejichž náklady měly rovněž prokazatelně vynikající ekonomickou účinnost díky zkvalitnění provozního materiálu. Podobný průzkum ve Francii dospěl ke stejným závěrům.
3
Současný dopad (obyvatelstvo vystavené hluku 60 dB a více)
Evropa (21 zemí), relace náklad/účinnost řešení bez protihlukových oken
Současné náklady (v miliardách EUR)
LR
Hlavní výsledky projektu STAIRRS. Tento graf znázorňuje, že používáním kompozitového brzdového obložení se ušetří významné částky ve srovnání s řešením výhradně na základě akustických clon. – legenda : Avec semelles K…………………….... s obložením K Mise à niveau du matériel roulant fret…zkvalitnění litinového provozního materiálu Meulage..................................................obrušování Semelles K et roues optimisées..............obložení K a optimalizovaná kola Absorbeurs dynamiques sur rail.............dynamické tlumiče na kolejích Avec semelles K.....................................s obložením K Avec meulage.........................................s obrušováním Combinaison de toutes les measures......spojení všech opatření Écrans acoustiques.................................akustické clony
Tyto výsledky vedly UIC a Evropskou unii k podniknutí vyčerpávajícího průzkumu napříč Evropou, projektu pojmenovaného STAIRRS (Strategies and Tools to Assess and Implement noise Reducing measures for Railway Systems), spolufinancovaného v rámci pěti programů Evropské Unie a UIC. Pro tento projekt se shromažďovala data geografická, dopravní a odpovídající infrastruktury pro 11 000km dislokovaných tratí v sedmi evropských zemích. Zvláštnostem projektu byly přizpůsobeny klasické metodologie náklady/zisk. Mechanismus extrapolace umožnil prozkoumat Evropu v její celistvosti, ale také přibližnou podobu každé země nebo zajímavého regionu. Byly vyvozeny čtyři velké závěry: - dobrá ekonomická účinnost se získá kombinací řešení; - zkvalitnění nákladního vozového parku je nejefektivnější samotné nebo společně s jinými opatřeními; - akustické clony, obzvlášť jsou-li vysoké, jsou, co do vztahu náklad/zisk, podprůměrné; - závěry platné pro celou Evropu se také aplikují samostatně v každé zemi. Úhrnem, STAIRRS ukazuje, že přijetím rozhodnutí používat brzdové obložení z kompozitu se ušetří nemalé částky peněz (vyčíslují se v miliardách eur v mnoha evropských zemích) v poměru k výhradní stavbě akustických clon. Koupit nové vagony vybavené brzdovým obložením K nebo LL (a ne litinovým) nezvýší jejich cenu. Naproti tomu zkvalitnění stávajícího vozového parku brzdovým obložením K způsobuje výdaj od 4 000 do 10 000 eur na vozidlo, dle počtu náprav a 4
typu vagónu. Nestranně pozorováno, je zkvalitnění brzdovým obložením LL jednoznačně menší zlepšení. Je třeba zdůraznit důležitý výdaj poskytovaný na kolaudaci každého vagónu. Soupravy pouze několika vagónů proto nejsou zárukou zkvalitňování. To je nejúčinnější, když nastane okolnost všeobecné povinné revize vagónů, která se musí provádět nejméně každých šest let. Celkově je k šetření nějakých 600 000 vagonů v celé Evropě. První průzkumy naznačují, že náklady na údržbu se nemusí měnit, když se nahradí brzdové obložení z litiny brzdovým obložením kompozitovým. Určité průzkumy vyvozují slabý růst, jiné slabé snížení. Náklady jsou z velké části diktovány opotřebováním kol a čelistmi brzdy. Všechny tyto parametry jsou průběžně hodnoceny a je předmětem optimalizace cyklů údržby, jakého druhu je předvídatelné hlavní snížení nákladů. UIC vypracovala nástroj nazvaný FreightSimSilent, který umožňuje přesný výpočet nákladů životního cyklu. Tento nástroj simuluje vývoj nákladů v čase a počítá úspory nebo vícenáklady způsobené používáním brzdového obložení K nebo LL na vagónech nových nebo modernizovaných ve srovnání s litinovými. Vzhledem k velmi konkurenční povaze dopravního sektoru dnes provozovatelé nákladní železniční dopravy nemají kapacitu investovat do kompozitového brzdového obložení. Zkvalitnění existujícího vagónového parku proto vyžaduje pomoc externích finančníků, která bude moci doplnit pobídky určené provozovatelům železnic a majitelům vagónů. Z hlediska Evropské unie se dnes zkoumá případné financování pilotních nebo demonstrativních projektů. Z národního hlediska je EU na cestě k vymezení pravidel pomoci veřejnosti přidělením dotací členských států na zkvalitnění vagónů. Konečně, mýtné z redukované infrastruktury (již aplikováno ve Švýcarsku) může vytvořit další pobídku ke zkvalitnění vagónů. Opatření ke snížení železničního hluku V současné době používají evropské železnice následující prostředky pro zvládnutí železničního hluku: Akustické clony – to je nejrozšířenější technika. V mnoha evropských zemích se stavějí akustické clony podél nových tratí. V některých zemích - v Itálii, Německu a Švýcarsku - se stavějí rovněž podél existujících tratí. Podle odhadu UIC bylo na konci r.2005 v Evropě postavených více než 1000 km akustických clon. Zvukotěsná okna – některé země, jako Německo, Dánsko, Švédsko a Norsko, zavádějí protihluková okna. To skutečně vypadá rozšířenější v severní Evropě, kdežto v jižní Evropě jsou rozšířenější akustické clony. Podle odhadu UIC bylo koncem r. 2005 vybaveno zvukotěsnými okny 60 000 staveb. Kompozitová brzdová obložení – při zavádění Technických specifikací interoperability (TSI) jsou nové nákladní vagóny od nynějška vybavovány kompozitovým brzdovým obložením. Railion a CFF Cargo jsou dnes provozovatelé, kteří vlastní nejvíce vagónů s kompozitovým brzdovým obložením. V současné době je Švýcarsko jediná země, která ustanovila kompletní program zkvalitnění(LR130). Ale podobné iniciativy jsou diskutovány v Německu i v jiných zemích (Francie, Holandsko), sledujících akce intenzivních zkoušek provozu. Jiná opatření, jako akustické obrušování kolejnic (Německo), tlumiče na koleje (Holandsko) nebo na kola (Francie, Itálie) jsou v různých zemích v období zkoušek nebo zavádění.
5
Závěry Zkvalitnění vozového parku je ekonomický faktor a je bráno v úvahu jako priorita, především pro nákladní vagóny. Díky používání kompozitového brzdového obložení lze získat požadované snížení hluku s přijatelnými náklady (s viditelně omezeným dopadem a úsporou, která se odhaduje na miliardy eur v porovnání s akustickými clonami). Nicméně, výzkum rozvoje musí pokračovat na brzdovém obložení K a brzdové obložení LL musí dostat od tohoto r. 2007 definitivní schválení. Příspěvky externího financování se jeví jako nevyhnutelné. Bere-li se v úvahu jejich konkurenční prostředí, provozovatelé dnes nejsou s to financovat modernizaci provozního materiálu. Je proto potřeba mít na zřeteli možnost zkvalitnění vozového parku kompozitovým brzdovým obložením v plánech akcí vyplývajících ze Směrnice o hluku okolí (2002/49/ES) se zahrnutím modalit financování.
Originál: La maîtrise du bruit ferroviaire en Europe Pramen: Le Rail, listopad 2006, s. 38-40 Překlad: Dana Válková Jazyková korektura a grafická úprava: ODIS
6
