Környezetvédelem NGB_KM002_1

Átírás

1 Környezetvédelem NGB_KM002_1 2018/2019. tanév I. félév Győrfi András phd hallgató SZE AHJK - Környezetmérnöki Tanszék 8. Zajvédelem

2 HANG Hang: Három jelentéstartalom 1. Fizikai jelenség Hangjelenség (XX. sz. elejétől): Valamely rugalmas közegben hullám szerűen tovaterjedő mechanikai zavarási állapot Mechanikai zavarás: adott helyen adott részecskével energiát közlünk - többletenergia - rezgés tovaterjed 2. Élettani (biológiai) jelenség Hangérzet (XX. sz. 30-as éveitől) A mechanikai hullám az élőlényekben hangérzetet kelt Tehát a hang füllel érzékelhető külső inger hallás folyamatáról később 3. Értelmi, esztétikai (lélektani) jelenség Hangélmény (XX. sz. végétől) A hallott hang, a hanghullámok információt hordozhatnak (beszéd), jelenthetnek élményt. Megfejtése : az érzékszervi felfogás és idegi továbbítás útján az agyban A hangélmény a hang legfontosabb jelentéstartalma az ember szempontjából.

3 HANG-ZAJ Ezért: minden olyan hang zaj, ami nem hangélmény, hanem kellemetlen hang. Tehát: a zaj fogalma emberi értékelés függvénye, erősen szubjektív. Egy motorkerékpáros számára a motorjának erős hangja a sebesség, a száguldás örömét jelenti, míg az utcán közlekedő vagy az oda néző lakásban élő embereket zavarja, számukra a motor egyértelműen zajforrást jelent. Sok fiatal örömmel teszi ki magát rendszeresen halláskárosodást okozó hangerőnek, amikor bulizni megy, a környezetben élők számára azonban ez a zene zajpanaszra ad okot.

4 HANG A hang mechanikai hullám, azaz rugalmas közegben tovaterjedő rezgés. Az emberi fül bizonyos rezgéseket képes felfogni és hangérzetté alakítani, ezek a rezgések a hallható hangok. A hangforrás által keltett rezgési energia a rugalmas közegben nyomásváltozást okozva hullámformában terjed. Levegőben ez a nyomásváltozás a hallható hang. Hordozó közegben (levegő, folyadék, szilárd) tovaterjedő nyomásváltozás, nyomásingadozás.

5 HANG Terjedése: a részecskéről részecskére történik az elemi állapotváltozás terjedése, ami tehát a részecskék rezgésének a rugalmas közegben, hullámmozgás formájában történő terjedését jelenti Tehát csak a rezgési energia terjed, nem a részecske halad! közeg hogyan neve gáz nyomásingadozással léghang folyadék nyomásingadozással folyadékhang szilárd rugalmas alakváltozás testhang

6 HULLÁM JELLEMZŐI

7 TERJEDÉS SEBESSÉGE A hanghullám terjedésének sebessége. Jele: c Mértékegysége: [m/s] c = E / E - rugalmassági modulus, [Pa] - sűrűség [kg/m 3 ] Sebesség függ:, E hőmérséklet, páratartalom, nyomás

8 MITŐL ZAJ A HANG? természetes hangok:

9 MITŐL ZAJ A HANG? Mesterséges hang: valamilyen ember alkotta készülék vagy berendezés működése közben keletkezik, vagy ezek működtetésével, megszólaltatásával kelthető. PI. a gépek zaja, a munkavégzés zaja, a hangszóró hangja, s nem utolsósorban a hangszerek hangja, a zene is mesterséges hang stb.

10 MITŐL ZAJ A HANG? mesterséges hangok:

11 ZENEI HANGOK Mennyivel érezzük magasabbnak egyik hangot a másiknál? pl. 100 Hz 150 Hz 440 Hz 500 Hz Az első hangköz a nagyobb, pedig ott a különbség csak 50 Hz, míg a másodiknál 60 Hz. nem a frekvenciák különbsége határozza meg a hangok egymáshoz viszonyított magasságát, hanem a frekvenciák aránya

12 MITŐL ZAJ A HANG? mesterséges hangok:

13 MITŐL ZAJ A HANG? emberi hang:

14 MITŐL ZAJ A HANG?

15 MITŐL ZAJ A HANG? Kellemes hangok Zajok madár gyár hegedű közlekedés

16 MITŐL ZAJ A HANG? Következtetés: azoknak a hangoknak, amelyeket zajnak érzünk, az időkitérés grafikonja sokkal egyenetlenebb. Zaj: különböző magasságú és erősségű hangok keveréke, amit az ember kellemetlennek, zavarónak érez (szubjektív fogalom).

17 HANGMAGASSÁG ÉS HANGOSSÁG ÉRZETE Hallószervünk nem egyformán érzékeli a különböző frekvenciájú hangrezgéseket. Adott frekvenciájú hang szubjektív hangosságérzete meghatározott hangnyomáson egészen más, mint egy másik frekvenciájú hang által keltett hangosságérzet ugyanazon a hangnyomáson

18 HANGMAGASSÁG ÉS HANGOSSÁG ÉRZETE H. Fletcher és W. A. Munson végzett kísérletet a hangosság szubjektív érzetének a vizsgálatára 1933-ban. A kísérlet lényege: sokezer egészséges, ép hallású kísérleti alany fülhallgató 10 3 Hz tiszta hang (nemzetközileg ezt választották összehasonlítási alapnak) frekvencia- és intenzitásszint változtatása

19 HANGMAGASSÁG ÉS HANGOSSÁG ÉRZETE Méréseik eredményét egy egyesített hangosságérzetdiagramban ábrázolták, amely az azonos hangossághoz tartozó hangintenzitások görbéit tartalmazza

20 HANGMAGASSÁG ÉS HANGOSSÁG ÉRZETE Menetük hasonló Nem párhuzamosak Azonos vonalon azonos nagyságúnak érezzük a hang erősségét Szaggatott vonal hallásküszöb 10 3 Herznél 4 db szintnél Az eredeti görbéken ban ez 0 volt! Azóta az átlagos hallásküszöb 4 db-t romlott! Hangosságszintek Mértékegysége: phon Értelmezése: annak az 1 kh frekvenciájú, szabad hangtérben szemközt érkező tisztahangnak a hangnyomásszintje, amely azonos hangérzetet kelt a kérdéses hanggal Az 1 khz-es hangok annyi phonosak, ahány db-ek

21 AZ EMBERI HALLÁS FREKVENCIAFÜGGŐ VÁLTOZÁSAI

22 HALLÁSKÜSZÖB FÁJDALOMKÜSZÖB A hallható frekvenciákon kísérleti úton megállapították, hogy mekkora az a legkisebb hangintenzitás, amely még hangérzetet kelt a normális hallású emberben, ill. mekkora nagyságú hangintenzitás hatására keletkezik fájdalomérzet Ez a hallásküszöb ill. fájdalomküszöb A hallásküszöb valamely adott frekvenciájú tiszta hang az a legkisebb hangnyomásértéke, amely süketszobában egy normális hallású személy hallószervében még hangérzetet kelt

23 HANGOK ÉS ZAJOK Szubjektív, hogy ki mit tart zajnak Hogyan lehet ilyen szubjektív dologra zajvédelmet szervezni? Meg kell keresni azokat az érzékelhető jellemzőket, szubjektív hatásokat, amelyek mérhető, objektív fizikai adatokkal összekapcsolhatók. Csak úgy mondhatjuk valamire, hogy hangos, ha tudjuk, mit jelent a hangosság (mivel mérhetjük).

24 A, dba Az emberi fül hangosságérzése tehát frekvenciafüggő, nem minden frekvencián egyformán érzékeny Hogyan mérjünk, hogy az emberi fül érzékenységének feleljen meg? Ehhez olyan mérőműszer kell, melynek azonos vagy nagyon hasonló tulajdonságai vannak, mint a fülünk hallásérzékelésének. Tehát szintén frekvenciafüggő hangosságot mér.

25 A, dba Az emberi hallás frekvencia függésének modellezésére az A súlyozószűrőt használják. Az A súlyozószűrővel mért zajszintet A-hangnyomásszintnek nevezzük, és dba-val jelöljük.

26 ÁLTALÁNOS INTENZITÁSSZINTEK 10 db légzés 20 db suttogás 30 db csendes vidék 40 db csendes szoba 50 db eső 60 db beszéd 70 db porszívó 90 db fűnyíró 100 db láncfűrész 110 db rockzene 120 db autórádió 130 db fülhallgatóval hangos zene 140 db légiriadó sziréna 160 db hadi repülőgép 80 db átlagos gyári zaj

27 EGYENÉTRÉKŰ HANGNYOMÁSSZINT Egy adott időszakon belül különböző zajesemények fordulhatnak elő Egy folytonosan működő zajforrás által kibocsátott hangteljesítmény is ingadozhat az időben. A zajvédelemben az időben változó zaj jellemzésére az egyenértékű hangnyomásszintet használják, amely megközelíti az ember szubjektív zajmegítélését.

28 EGYENÉTRÉKŰ HANGNYOMÁSSZINT Az egyenértékű hangnyomásszinten alapuló egyéb zajjellemzők A magyar szabvány használja a megítélési szint (L AM ) fogalmát, amelyet az egyenértékű hangnyomásszintből korrekciós faktorok segítségével származtat, amelyek figyelembe veszik a zaj esetleges impulzusjellegét és esetleges keskeny sávú komponenseit is. Napi megítélési szintről, amelyet értelemszerűen 24 órára vonatkoztatunk, olymódon, hogy az esti átlagolt hangszintekhez 5 db-t, és az éjszakai átlagolt hangszintekhez 10 db-t hozzá kell adni.

29 Zajforrások Rezgő közeg Sugárzó térbeli formája szerint Pontszerű zajforrás: minden irányban egyenletes intenzitással sugároz a hullámfrontok koncentrikus gömbfelületeken helyezkednek el I = P/ F I = P 4r 2 kis méretű zajforrások (pl. gépek), távoli nagyméretű zajforrások (pl. gyárépület)

30 Zajforrások Vonalszerű zajforrás: végtelen hosszú, hengerrel modellezhető a hullámfrontok koncentrikus hengerfelületeken helyezkednek el Autópálya

31 Zajterjedés A határoló felület (pl.: fal) a beeső I b intenzitású hangot részben elnyeli (I e ) részben visszaveri (I v ) részben pedig átereszti (I a ), azaz a hanghullám a fal másik oldalán kilép. I b = I v + I e + I a

32 Környezeti zaj 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)

33 Környezeti zaj LÉGI KÖZLEKEDÉS ZAJFORRÁSOK KÖZÚTI KÖZLEKEDÉSI ZAJ VASÚTI ZAJ PARKOLÁS GÉPÉSZET

34 Közúti zaj Zajforrások a motorzaj, a motor felületéről lesugárzott zaj - legmeghatározóbb A zajszint változása a fordulatszám függvényében

35 Közúti zaj 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)

36 Közúti zaj 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 %-át (nehézgépjárműveknél %-át) adja

37 Közúti zaj 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

38 Általános közúti zajcsökkentő intézkedések A közúti zajcsökkentésben megkülönböztetünk aktív és passzív zajcsökkentő módszereket, valamint a forgalomirányítást. Az aktív zajcsökkentő intézkedés a forrás által kibocsátott zajnál történik. A passzív zajcsökkentés pedig a hangterjedés korlátozására szolgáló intézkedés.

39 Aktív zajcsökkentő intézkedések Járművek hangszigetelése Útburkolat; hangelnyelő útburkolat(porózus aszfalt)

40 A gépjárműből származó zajok Motortér burkolása Karbantartás Vezetési stílus Geometria kialakítás Gumiabroncs

41 Passzív zajcsökkentő intézkedések Távolság, védőtávolság figyelembe vétele Zajárnyékoló létesítmények

42 Passzív zajcsökkentő intézkedések Meglévő épületek hangszigetelése

43 Zajcsökkentés forgalomkorlátozási módszerekkel, forgalomirányítás Forgalom elterelése a sűrűn lakott városrészekből más útvonalakra, Nehézgépjárművek közlekedésének korlátozása, Tömegközlekedés fejlesztése, Átmenő forgalom kitiltása a lakóövezetekből, Járművek sebességének korlátozása. 30

44 Zajtérképek Zajtérkép fogalma: Az adott célfeladatnak megfelelő topográfiai, földrajzi és a zajadatok térinformatikai rendszerbe történő integrálását nevezzük zajtérképnek. Számítógépes modellezés segítségével, nagy pontossággal meghatározható az adott terület zajforrás rendszere és a zaj alakulása a kibocsátott zajadatok pontos ismeretében

45 Zajtérképek felhasználása Zajforrások környezeti, vagy belsőtéri terjedési modellezéséhez Létesítmények akusztikai méretezése, illetve előzetes akusztikai tervek készítése Területfejlesztési és rendezési tervek vizsgálati része Zajtól kiemelten védett, csendes területe kijelölése céljából Üzemi, közlekedési zajforrások hatásterületének meghatározásában

46 Zajtérképek csoportosítása A környezeti zajtérkép A stratégiai zajtérkép 3 féle módon ábrázolhatja a zajhelyzetet: A zajterhelési térkép A konfliktustérkép Az érintettség

47 Zajtérkép készítés folyamata Szintvonalak Beépített területek területi besorolással, jelleggel Beépítetlen területek területi besorolással, jelleggel, a növényzet jellegével Épületek terepi magasságukkal (a domborzat figyelembevételével) Zajforrások tengelyvonalai és topográfiai adatai Tereptárgyak, rézsűk, alagutak, hidak, felüljárók

48 A vizsgált terület zajszennyezettsége

49 Zajcsökkentést eredményező közlekedésszervezési intézkedések: A közlekedési hálózat, a közlekedési eszközök használatának összehangolt szervezése A nehézjármű forgalom adott útvonalakra koncentrálása, védendő területeken térbeli és időbeli korlátozás. A sebességkorlátozás előírása (például éjszaka)

50 Aktív, passzív védelem Házak szigetelése, nyílászárók korszerűsítése Hangelnyelő útburkolat kialakítása Drainova kopóréteg (4 db(a) értékkel kisebb a zajhatása.) Drainochape aszfalt (Az aszfaltbetonokéhoz viszonyítva 4-5 db)

51 Forgalomelterelés A jó útvonal A rossz útvonal

52 Köszönöm a figyelmet!