Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_1 2011 – 2012 tanév tavasz 5. előadás

Győrfi András demonstrátorSZE, MTK, BGÉKI,

Környezetmérnöki tanszék

Zajforrások ipar közút vasút repülő

Zajterjedés

Rezgő közeg Sugárzó térbeli formája szerint Pontszerű zajforrás: minden irányban

egyenletes intenzitással sugároz a hullámfrontok koncentrikus gömb-felületeken helyezkednek el

I = P/ F kis méretű zajforrások (pl. gépek), távoli

nagyméretű zajforrások (pl. gyárépület)

24rPI

Vonalszerű zajforrás: „végtelen” hosszú, hengerrel modellezhető a hullám-frontok koncentrikus hengerfelületeken helyezkednek el

Autópálya

Síkfelületű zajforrás: a hullámfelületek a sugárzóval párhuzamosak

Egy zajforrást akkor tekinthetünk sík- sugárzónak, ha az észlelési távolság és a hullámhossz a sugárzó méretéhez képest kicsi. Pl. üzemcsarnok homlokzata közelről

Szabadtérben a földfelszínen elhelyezkedő zajforrás (traktor) hang-teljesítménye :P= 2,52 · 10 –3 W.

Mekkora a hangintenzitás a forrástól 1 m ill. 10 m távolságban? A hangforrástól távolabb mennyivel kisebb az intenzitásszint?(relatív)

I = P/ F

Mivel a kibocsátott hanghullámok koncentrikus félgömb alakban terjednek: F =2 r2 I1m = 2,52 · 10 –3 W / 2 ·1 = 4 · 10 –4 W/m2

I10m = 2,52 · 10 –3 W / 2 · 102 · = 4 · 10 –6 W/m2

LIrel = 10 · lg (I10m/I1m)

LIrel = 10 · lg 10 –2 = – 20 dB

Zajterjedés szabad térben A zajforrás típusától függően gömb- (fél-,

negyed-, nyolcadgömb-) henger- (félhenger-, stb.) vagy síkfelületen történik.

Zajterjedést befolyásoló tényezők: A levegő hangelnyelése (csillapítása)

Frekvencia Hőmérséklet Páratartalom

Zajterjedést befolyásoló tényezők: A növényzet hatása

Sűrűség Aljnövényzet Zajforrás magassága

Hangvisszaverődés: Növelő hatás Meteorológiai hatások

Szél: vektorális összegződés, vertikális elhajlás a sebesség-gradiens miatt

Hőmérséklet (gradiensek hatása) A talaj hatása

A talaj akusztikai hatása - hangelnyelése (beton-gyep) Távolság szerepe

Hangárnyékolás hatása (házak, fal, domborzat)

Hangterjedés zárt térben A tér bármely pontjában a hangnyomásszintet

a zajforrás által kibocsátott és a határoló felületekről visszavert hullámok együttesen határozzák meg.

Ib

Iv Ie

Ia

A határoló felület (pl.: fal) a beeső Ib intenzitású hangot részben elnyeli (Ie) részben visszaveri (Iv) részben pedig átereszti (Ia), azaz a hanghullám a fal másik oldalán kilép.

Ib = Iv + Ie + Ia

Az ember mindennapi életébe behatoló zaj, amely az életminőséget csökkenti (pszichológiai, egészségügyi hatások). Fajtái a zaj forrása szerint:

közlekedési zaj (közúti, vasúti és légi járművek) ipari üzemből származó gépészeti zajok áramlási zaj (gáz- és folyadékáramok zaja, pl. szellőzőberendezésben) „diszkózaj” (szórakozóhelyekből származó hang)

ZAJFORRÁSOK

VASÚTI ZAJKÖZÚTI KÖZLEKEDÉSI ZAJ

GÉPÉSZET

PARKOLÁS

LÉGI KÖZLEKEDÉS

lakosság kb. 5 százalékát zavarja. 2001-ben 330 cég vizsgálata

62

38

28 30 3137

3235

28

0

10

20

30

40

50

60

70

1985 1990 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Ipari üzemek zajkibocsátásának meghatározásakor figyelembe veendő tényezők: zajforrások száma az egyes források hangteljesítménye (gépek,

szellőzőberendezések stb.) az épület falainak hanggátlása épületen belüli árnyékolás zajcsökkentő megoldások

Mért hangteljesítményszint Az a tényleges amit a gép zajként kiad,

külön szabványban meghatározott eljárások szerint határozzák meg.

Meghatározhatók, vagy a berendezéstípus egy jellemző darabjára, vagy pedig a berendezések átlagmintájára.

Számított hangteljesítményszint Olyan hangteljesítményszint, amelyet külön

jogszabályban rögzített eljárások szerinti mérések alapján határoznak meg a hangnyomásszintből számolással.

Hangnyomásszintet (L’p)mérünk referenciahasáb képzésével, ebből számolunk hangteljesítményszintet Félgömb alakú mérőfelület Hasáb alakú mérőfelület

Mérő mikrofonok elhelyezése

Felülnézet Oldalnézet

1.sor=1,5m, 2.sor= 0,71r

Mérőfelületre átlagolt hangnyomásszint számítása

N – mikrofonhelyek száma L’pi – az i-edik mikrofonhelyeken mért

hangnyomásszint decibelben

N

i

Lp

pi

NL

1

'1,0101lg10'

Felületi hangnyomásszint: Lpf = L’p –K1-K2

K1 - Alapzaj korrekció K2 - Környezeti korrekció L’p - mérőfelületre átlagolt mért

hangnyomásszint Lpf - Felületi hangnyomásszint

Hangteljesítményszint számítása hangnyomásszintből: LWA = Lpf + 10 lg (S/S0) dB

Lpf - Felületi hangnyomásszint S- mérőfelület mérete m2-ben S0 - 1m2

magában foglalja a különböző gyártásból és mérési módszerekből adódó bizonytalanságokat

AL-KO Fükasza FRS4125 fűkasza 0,9 kW

A gyártó által garantált zajkibocsátást feltüntető, CE címkével minden terméknek rendelkeznie kell, és 22 gépnek ezenfelül az irányelvben előírt hangteljesítményszint határértéknek is meg kell felelnie.

3. Kompresszorok (<350 kW) Bármely, levegőt, gázokat vagy gőzöket a

szívónyomásnál nagyobb nyomásra sűrítő gép, amely cserélhető szerszámokkal használható

nem tartoznak ide a következő berendezések:

ventilátorok, kisebb nyomás 110 000 pascal vákuumszivattyúk gázturbinás motorok

Teljesítmény (kW)

P<15

hangteljesítményszint-határérték dB/1 pW

I ütem II. ütem2002. január 3. 2006. január

3.99 97

Teljesítmény (kW)

P>15

hangteljesítményszint-határérték dB/1 pW

I ütem II. ütem2002. január 3. 2006.

január 3. 97+2 lg P 95+2

lg P

Különböző típusú, üzemállapotú, kibocsátású, sok egyéb befolyásoló tényező

1995–2000. közötti időszakban legforgalmasabb útvonalainak csúcsórára vonatkozó zajszintek mérési pontok 98 százalékában 65

dBA-nál magasabb volt a zajszint közúti zaj zavaró hatásának aránya

országosan eléri az 50–55 százalékot nagyvárosokban ez az arány 60–65%

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

45-50 50-55 55-60 60-65 65-70 70-75 75-80 80<

zajterhelési szint

érin

tett

lako

sok

szám

a

nappal

éjjel

Zajterheléssel érintett lakosok száma M.-on

Zajforrások a motorzaj, a motor felületéről lesugárzott

zaj - legmeghatározóbb

A zajszint változása a fordulatszám függvényében

az erőátvitel (nyomatékváltó, kardántengely, differenciálmű) zaja

a karosszéria zaja, a motor ill. az útfelület által gerjesztett és a karosszéria felületeiről lesugárzott zajok

kipufogózaj, a kipufogórendszer felületéről lesugárzott zaj, és a csővég zaja

a szívóberendezés zaja hűtő- és ventillátorzaja gumiabroncsok zaja (gördülési zaj) – második

legjelentősebb zajforrás egyéb berendezések (csikorgó fékek, duda zaja)

Kerék és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj: gördülési zaj Leállított motorral hajtás nélkül, szabadon gördülő

gépjármű elhaladási zaját értjük. Ebből levonva a karosszérián keletkező aerodinamikai zajokat és az erőátviteli zajokat, megkapjuk a gumiabroncsok útfelületen gördülése közben keletkező gumiabroncs zajt.

nagyobb sebességnél (országút, autópálya) válik meghatározóvá

a jármű által kibocsátott zaj 30-80 %-át (nehézgépjárműveknél 20-60 %-át) adja

Nagyobb sebességgel történő haladás esetén személygépkocsinál egyértelműen a gumiabroncs zaj tekinthető dominánsnak.

Tehergépkocsiknál és autóbuszoknál a jóval nagyobb motorzaj miatt a gumiabroncs zajeredő zajra gyakorolt hatása sokkal kisebb.

A sebesség kétszeresre növelése 12dB hangnyomásszint növekedést eredményez.

Gördülés zaj függ: Gumiabroncs (futófelület, profil, abroncsméret,

nyomás Kopott futófelület akár 3dB-lel zajosabb

lehet, mint új állapotban A szélesség növekedése kedvezőtlenül hat,

mivel az érintkező felületek növekedésével a keletkező zaj is növekszik. Az abroncs átmérőjének növekedése azonban csökkenti a zaj nagyságát.

Útburkolat (érdesség, anyag, szerkezet)

Kerekek és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj sima és érdes burkolaton, 80 km/h sebességnél

Üzemi jellemzők (menetsebesség, időjárás, vezetési stílus, terhelés)

Amikor útburkolat felülete nedves lesz a gumiabroncsok a vízbe csapódnak és a szétfröccsenő vízcseppek maguk is zajkeltők lesznek.

Közúti forgalomból adódó környezeti zaj zajterhelését meghatározó főbb tényezők: forgalom sűrűsége járművek típusa járművek műszaki állapota járművek sebessége nehézgépjárművek aránya az út lejtése/emelkedése burkolat típusa burkolat állapota

Lakosság 8–10 százalékát zavarja, de kellemetlenebb (kürt)

csökkenő tendencia a zajterhelés terén a vasúti fővonalak által érintett

települések több mint 80 %-nál a megengedettnél nagyobb zajkibocsátási szint mérhető, mellékvonalaknál 37 %

Vontatójárművek (mozdonyok): hajtás (motor, villamos mozdonynál a

transzformátor) segédberendezések (ventilátor, kompresszor,

befecskendezőszivattyú) légáramlás, aerodinamikai zaj gördülés és fékzaj másodlagos zajforrások (kopások, gyártási hibák,

laza rögzítések) Vontatott járművek:

vázszerkezet (különösen teherkocsiknál) segédberendezések (szellőztetés, fékberendezés) futómű, forgóváz

1. a sín futófelületének egyenlőtlen vagy hullámos kopásából származó zajhatások

2. a kerék futókörének egyenlőtlenségéből vagy kopásából származó zajok

3. ívekben a kerék-sín közvetlen kapcsolatából (nyomkarima vezetés) származó zajhatások

4. a felépítmény rezgéséből származó zajhatások

Gördülési zaj

Vasúti pálya, felépítmény sín sínleerősítés keresztaljak ágyazat (zúzottkő, betonelem)

A járműtől függő tényezők a kerék futófelületének állapota a fékezési rendszer

Felépítménytől függő tényezők a sin futófelületének állapota a hegesztett/hevederes pálya a váltócsoportok a ragasztott sin kötések

A kerék és a sin futófelületén lévő hibák laposodás felhordás kagylós kopás növelik az elsugárzott zajszint értékét, illetve a zajszint dinamikáját

  A kerék-sin rendszer által kiváltott zaj erősségének szintjére a

következők is hatnak: a sin hullámos kopásai a jármű kígyózó futása a gördülő kerékfelületek egyenlőtlenségei, az abroncsok súrlódása éles ívekben, a féktuskók súrlódása fékezésnél.

A kerék-sin rendszer által kiváltott zaj erősségének szintjére a következők is hatnak a sin hullámos kopásai a jármű kígyózó futása a gördülő kerékfelületek egyenlőtlenségei az abroncsok súrlódása éles ívekben a féktuskók súrlódása fékezésnél

Vonatok hangszintje 1 m-es magasságban, a vágánytengelyre merőlegesen mérve

Zajszintek a sebesség függvényében

repülőterek környezetében okoz problémát, viszonylag kis terület, de nagy zajterhelés

Mo-on Ferihegy közelében kibocsátott zaj forrásai:

motorzaj kompresszorok és

turbinák aerodinamikai zaja

Zajterhelés A mérési pontban: 102-108 dB B mérési pontban: 102-110 dB C mérési pontban: 93-108 dB