Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Ekrany akustyczne w ochronie przedhałasem od dróg kołowych i szynowych
Prof. dr hab. inż. Jan Adamczyk
Spotkanie Grupy Roboczej ds. Hałasufunkcjonującej w ramach krajowej sieci organów środowiskowych
i instytucji zarządzających funduszami unijnymi„Partnerstwo: Środowisko dla Rozwoju”.
3 czerwca 2014 r., Warszawa
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Drogi i szlaki kolejowe są uciążliwym źródłem hałasu, szczególnie kiedy
przebiegają w pobliżu zabudowy mieszkaniowej. Dlatego istotną
rzeczą jest umiejętność oceny klimatu akustycznego w pobliżu
istniejących lub nowoprojektowanych tras oraz takie planowanie
i realizowanie inwestycji, aby poziom hałasu nie przekroczył wartości
dopuszczalnych.
Hałas od dróg kołowych i szynowych
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Ekran akustyczny jest jednym z wielu elementów i rozwiązań, które
należy brać pod uwagę przy planowaniu inwestycji. Tym bardziej, że
aby ekran akustyczny spełnił swoje zadanie (był skuteczny) musi zostać
spełnionych szereg warunków, tj.:
•Zachowana ciągłość i odpowiednia długość ekranu akustycznego
•Właściwa wysokość ekranu akustycznego
•Zapewnienie bezpieczeństwa i widoczności
Ekrany akustyczne
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Oprócz podstawowych zasad należy rozważyć cały szereg czynników,
które powinny wpływać na decyzję o zastosowaniu ekranu akustycznego,
np.:
• Uwarunkowania terenowe i gruntowe
• Czynniki ekonomiczne (projekt, budowa, konserwacja, utylizacja)
• Wpływ na architekturę krajobrazu
• Opinia społeczna
• Rodzaj i analiza źródła hałasu
Ekrany akustyczne
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
• Nie można przenosić bezpośrednio rozwiązań ochrony akustycznej oddrogi kołowej (w postaci ekranów akustycznych różnych typów) dotransportu szynowego
• Oddziaływanie akustyczne drogi kołowej na otoczenie ma inną specyfikęniż oddziaływanie od transportu kolejowego
• Podstawowa różnica to oddziaływanie dynamiczne oraz sposóbgenerowania hałasu i drgań propagowanych do otoczenia
Hałas od drogi kołowej a hałas od drogiszynowej
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Hałas od drogi kołowej a hałas od drogiszynowej
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
• Obecnie stosowane ekrany są często rozwiązaniami przenoszonymi zkomunikacji drogowej, których konstrukcja może nie uwzględniaćdodatkowych oddziaływań dynamicznych powodowanych przezprzejeżdżające pociągi.
Hałas od drogi kołowej a hałas od drogiszynowej
Źródło: Thompson D., Railway Noise and Vibration. Mechanism, Modelling and Means of Control Great Britin 2009 Elsevier Ltd., 519.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Oddziaływania dynamiczne wywołane przejazdem pociągu
Hałas od drogi kołowej a hałas od drogiszynowej
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Przy projektowaniu ekranów wzdłuż linii kolejowych należy unikaćrozmieszczania wyjść ewakuacyjnych w ekranach na wzór rozwiązaństosowanych w drogownictwie, ponieważ może to w skrajnychwypadkach doprowadzić do niewystarczającej przepustowości wyjść wprzypadku zatrzymania składu pociągu.
Prawidłowym rozwiązaniem jest budowa ekranów „na zakładkę” lubstosowanie bram ewakuacyjnych pozwalających na stworzenie dostępudo torowiska na długości kilku metrów
Ekrany akustyczne wzdłuż linii kolejowej
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Przykład rozmieszczenia ekranów„na zakładkę”
źródło: RockDelta
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
• W przypadku hałasu generowanego podczas ruchu pojazdówszynowych mamy do czynienia z wieloma źródłami. Najważniejsze znich to hałas toczenia, hałas trakcyjny i hałas aerodynamiczny.
• Hałas toczenia jest dominującym źródłem hałasu przy większychprędkościach. Hałas ten wzrasta wraz z prędkością o około 9 dB przypodwojeniu prędkości.
• Hałas trakcyjny jest mniej zależny od prędkości pociągu i dominujetylko przy niskich prędkościach.
• Hałas aerodynamiczny znacznie bardziej zależy od prędkości niż hałaspochodzący z innych źródeł i staje się dominujący przy dużychprędkościach.
Hałas od drogi szynowej
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Typowy wpływ poszczególnych źródełwibroakustycznych na emitowany poziom dźwięku
pojazdu szynowego
Źródło: Thompson D., Railway Noise and Vibration. Mechanism, Modelling and Means of Control Great Britin 2009 Elsevier Ltd., 519.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Przykłady długości fal (w m) wzbudzających wibracje dla różnychczęstotliwości i dla różnych prędkości przejazdu pociągu
40 km/h 80 km/h 160 km/h 300 km/h
4 Hz 2.8 5.6 11 21
8 Hz 1.4 2.8 5.6 10
16 Hz 0.69 1.4 2.8 5.2
31.5 Hz 0.35 0.70 1.4 2.6
63 Hz 0.18 0.35 0.71 1.3
125 Hz 0.089 0.18 0.36 0.67
250 Hz 0.044 0.089 0.18 0.33
Na podstawie: Thompson D., Railway Noise and Vibration. Mechanism, Modelling and Means of Control Great Britin 2009 Elsevier Ltd., 519.
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Wielkość hałasu pochodzącego od komunikacji szynowej zależy od:
• prędkości jazdy;
• typu lokomotyw, składu i rodzaju pociągów;
• rozwiązania technicznego i stanu technicznego;
• rozwiązania tras komunikacyjnych;
• rodzaju toru i podtorza;
• natężenia ruchu;
• czynników architektonicznych i urbanistycznych.
Hałas od drogi szynowej
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
W związku z tym skuteczna ochrona akustyczna od oddziaływań drogi
szynowej musi obejmować cały kompleks zagadnień związanych z
generowanymi zjawiskami fizycznymi.
Ten kompleks zagadnień obejmuje również ograniczenie
(zminimalizowanie) drgań propagowanych do otoczenia poprzez
odpowiednią wibroizolację podtorza szynowego.
Hałas od drogi szynowej
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Najważniejszym źródłem hałasu od pojazdów szynowych jest hałas
generowany na styku koła z szyną. W ten sposób powstaje tzw. hałas
toczenia (hałas ten jest dominujący do prędkości ok. 250 km/godz.).
Nierówności na kole i szynie wywołują pionowe drgania koła i szyny
zależne od ich charakterystyk dynamicznych. Dla hałasu toczenia
najistotniejsze są nierówności. Generowane przez nie drgania są
przekazywane do kół i szyn, a następnie w postaci hałasu
promieniowane do otoczenia.
Hałas toczenia
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Poziom hałasu toczenia zależy od prędkości ruchu (im wyższa prędkość
ruchu tym hałas toczenia większy) oraz nierówności koła i powierzchni
tocznej szyn, które sprawiają, że koło i szyna wykonują drgania.
Amplituda tych drgań rośnie wraz ze stopniem zużycia falistego toru. W
celu zmniejszenia nierówności, na górnej powierzchni szyny stosuje się
cykliczne szlifowanie tej powierzchni.
Hałas toczenia
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Na wielkość hałasu toczenia wpływ ma również rodzaj podkładów
(betonowe, drewniane), rodzaj podsypki oraz nieciągłości szyn, czyli
występowanie łączeń pomiędzy szynami. Zapobiegają one deformacji
wynikającej ze zmiany temperatury otoczenia.
Hałas toczenia
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
W związku z tym, że w przypadku hałasu toczenia jest on generowany na
styku kół z szyną, skutecznym rozwiązaniem może być zastosowanie
wzdłuż linii kolejowych niskich ekranów akustycznych (ok. 1,5 m
wysokości).
Błędem jest przenoszenie takiego rozwiązania do drogownictwa.
Niskie ekrany akustyczne
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
1) Czy jest zasadne chronienie budynku mieszkalnego np.
5 kondygnacyjnego położonego bezpośrednio przy ulicy przez ekran
akustyczny o wysokości maksymalnie 4 metrów?
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Obszary objęte ochronąw postaci ekranu powinnyznajdować się w zasięgu cieniaakustycznego, spełnienie tegowarunku oznacza, że ochroną zapomocą ekranu akustycznegopowinny być objęte raczejosiedla o zabudowie niskiej.
Zastosowanie ekranuakustycznego w przypadku takimjak na zdjęciu obok powoduje, żenie możemy mówić o skutecznejochronie.
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Przepisy nie nakazująbudowy ekranówakustycznych, tylkoplanowanie i realizowanieinwestycji w taki sposób,żeby poziom hałasu nieprzekroczyłdopuszczalnych wartości.
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Jest cały szereg rozwiązań, które można zastosować w warunkach miejskichw zależności od sytuacji, jest to kilka sposobów ochrony przed hałasem, np.:
• Upłynnienie ruchu (system sterowania ruchem, ronda itd.)• Budowa alternatywnych dróg• Ograniczenie prędkości pojazdów (ze wględów akustycznych optymalna
prędkość to 50 km/h)• Wymiana nawierzchni• Ograniczenie ruchu pojazdów hałaśliwych (pojazdów ciężkich, motocykli)• Wprowadzenie odpowiednich zapisów w mpzp• Działania w celu obniżenia nateżenia ruchu (dobrze zorganizowany transport
miejski, sieć ścieżek rowerowych)• Ograniczenie udziału w ruchu pojazdów w złym stanie technicznym• Edukacja• i inne
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
2) W jaki sposób, mając na względzie obowiązujące przepisy prawa,
należałoby chronić budynki wielokondygnacyjne np. 4 lub 11 piętrowe,
jeśli z obliczeń oddziaływania akustycznego, na etapie raportu,
wychodzą przekroczenia dopuszczalnych poziomów hałasu analizując te
ww. budynki?
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Głównymi przyczynami występowania przekroczeń dopuszczalnego
poziomu hałasu komunikacyjnego są: prędkość, zły stan dróg,
lokalizacja terenów mieszkalnych w pobliżu dróg o znacznym natężeniu
ruchu, duże natężenie ruchu samochodowego, zwarta zabudowa
miasta i małe przepustowości ulic, brak płynności ruchu, słaby stan
techniczny pojazdów i inne. Jest więc wiele czynników, które są
składowymi hałasu, a co z tym idzie można podjąć wiele działań, które
wyeliminują lub ograniczą hałas u jego źródła.
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Aby odpowiedzieć na to pytanie potrzeba więcej danych jak np.ukształtowanie terenu i jego charakterystyka, natężenie ruchu i rodzajpojazdów, analiza całego kompleksu zagadnień, bo być może efektmożna uzyskać poprzez ograniczenie prędkości dopuszczalnej,poprawienie płynności ruchu, ograniczenie ruchu pojazdów ciężkich itp.
Jeżeli nie ma technicznych możliwości na wyeliminowanie czynników, którepowodują, że ekran nie będzie skutecznym rozwiązaniem to należyzrezygnować z jego budowy i nie inwestować w kosztowne rozwiązanieo wątpliwej skuteczności.
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
3) Czy w raportach oddziaływania na środowisko powinno się analizować
zobrazowanie zasięgu skuteczności każdego planowanego do
zastosowania ekranu akustycznego biorąc pod uwagę tzw. cień
akustyczny czy jest to zbyteczne, gdyż wystarczające są w zupełności
obliczenia oddziaływania akustycznego programem obliczeniowym np.
SoundPlan, Cadna itp.
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Konieczność sporządzania raportów OOŚi ich zakres
Algorytm programu SoundPLAN, Cadna itp. oparty jest na normie PN-ISO9613-2:2002 zaleconej krajom członkowskim Unii Europejskiej dostosowania przy obliczaniu propagacji emisji hałasu. Również w częściopisującej rozchodzenie się dźwięku w środowisku (ekranowanie,tłumienie hałasu przez zieleń itp.). Obliczenia wykonane przy pomocytych narzędzi mają swoje ograniczenia, ale są wystarczające.
Podkreślić jednak trzeba, że tego typu programy są jedynie narzędziamiwykorzystywanymi do przeprowadzenia prognozy akustycznej. Mającnawet biegłą znajomość w zakresie obsługi tych narzędzi, ale bezwiedzy teoretycznej z akustyki, nie powinno się przeprowadzać analizakustycznych.
Pytania od członków Grupy Roboczejds. Hałasu
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna
Prof. dr hab. inż. Jan Adamczyk
Dziękuję za uwagę
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Pomoc Techniczna