Podniková norma energetiky pro rozvod elektrické energie

Transkript

1 Podniková norma energetiky pro rozvod elektrické energie REPy ČR, SR a ČEZ a.s. VENKOVNÍ ZAŘÍZENÍ ELEKTRICKÝCH STANIC VVN A ZVN - OPATŘENÍ PROTI HLUKU PNE Konečný návrh normy byl odsouhlasen těmito organizacemi: Ministerstvo zdravotnictví ČR, Ministerstvo zdravotníctva SR, Státní zdravotní ústav Praha, ENES (ČEZ a.s.), VČE Hradec Králové s.p., STE Praha s.p., ZČE Plzeň s.p., SČE Děčín s.p., JČE České Budějovice s.p., SME Ostrava s.p., JME Brno s.p., ZSE Bratislava š.p., SSE Žilina š.p., VSE Košice š.p. a EMCING Smržovka. Obsah strana 1. Předmluva Citované normy Další související normy Související předpisy Vypracování normy 3 2. Výklad pojmů 4 3. Vypínače Hlukové vlastnosti obecně Hlukové vlastnosti máloolejového vypínače Hlukové vlastnosti tlakoplynového vypínače Výpočet šířeného hluku 5 4. Transformátory Hlukové vlastnosti obecně Výpočet hluku šířeného z osamoceného transformátoru Výpočet výsledné hladiny hluku šířeného z více transformátorů současně při existenci odrazů od budov 8 5. Vegetace jako zdroj přídavného útlumu hluku z elektrické stanice vvn a zvn Útlum vegetace obecně 10 Nahrazuje: - Návaznost na: - Účinnost od :

2 5.2 Přídavný útlum pro hluk vypínače Přídavný útlum pro hluk transformátoru Opatření proti hygienicky nepřípustnému hluku z elektrické stanice vvn a zvn Opatření proti hluku vypinačů Opatření proti hluku transformátorů Snížení přímého hluku Dispoziční řešení Protihlukové zástěny Antihluk Snížení odráženého hluku Umístění provozních budov Protihlukové zástěny Pohltivé obklady odrazových ploch 13 PŘÍLOHA 1 Nejvyšší přípustné hodnoty hluku z elektrické stanice vvn a zvn v místech s nárokem na ochranu před nadměrným hlukem (přípustná imise hluku) 14 PŘÍLOHA 2 Příklad výpočtu hluku šířeného z venkovního zařízení elektrické stanice vvn 17 Obrázková část 20 Seznam literatury PŘEDMLUVA Podle platné zákonné vyhlášky (viz 1.3, 4) musí projektová dokumentace stavby, u níž by mohlo docházet k nepříznivému působení hluku na obyvatele, obsahovat doklady prokazující dostatečné omezení hluku z takové stavby šířeného. To samozřejmě plně platí i pro elektrické stanice vvn a zvn. Následující norma obsahuje základní znalosti o omezování hluku z elektrických stanic vvn a zvn a využívá informací z literatury dle seznamu v příloze. Obecně platné vzorce a údaje jsou v normě aplikovány na konkretní zdroje a konkretní vlastnosti hluku tak, aby se při řešení ochrany okolí stanice před hlukem (což vyžaduje vždy účast akustika - specialisty) mohl v problematice orientovat i uživatel bez specielních akustických znalostí. 2

3 1.1 Citované normy ČSN Stanoviště transformátorů ČSN Výkonové transformátory ČSN Výkonové transformátory. Metóda určenia hladiny akustického výkonu. ČSN Požární bezpečnost staveb. Společná ustanovení. 1.2 Další souvisící normy ČSN Veličiny a jednotky v akustice. ČSN Názvosloví akustiky. ČSN Hluk. Stanovení hladiny akustického výkonu hluku strojů ve volném zvukovém poli nad zvuk odrážející rovinou. Technická metoda. ČSN Ochrana proti hluku v pozemních stavbách 1.3 Související předpisy Vyhláška č. 13/1977 Sb. Ministerstva zdravotnictví ČSR. Vyhláška č. 14/1977 Sb. Ministerstva zdravotnictví SSR. Hygienický předpis Ministerstva zdravotnictví ČSR, svazek 37/1977, č. 41 a č. 43. Věstník Ministerstva zdravotnictví SSR, částka 1-3/ Vypracování normy Zpracovatel: ORGREZ a.s. Brno, IČO , Ing. Ivan Zahrádka ONS odvětví energetiky: Energoprojekt a.s., Ing. Jaroslav Bárta 3

4 2. VÝKLAD POJMŮ 2.1 Hladina akustického tlaku L je určena vztahem p L = 20.log -- [db] p kde 0 p0 = Pa p je akustický tlak [Pa] 2.2 Hladina hluku LA je hladina akustického tlaku hluku změřená zvukoměrem s frekvenčním váhovým filtrem A. Vyjadřuje se v db[a] 2.3 Ekvivalentní hladina hluku A LAeq je určena z časového rozložení hladiny hluku LA podle definice v Hygienickém předpisu Ministerstva zdravotnictví sv.37/1977 č Hladina akustického výkonu A LPA je určena vztahem P LPA = 10.log - P0 [db(pa)] kde P je akustický výkon [W] stanovený při použití váhového frekvenčního filtru A P0 je referenční akustický výkon W 2.5 Ustálený hluk je hluk, jehož hladina se v daném místě nemění s časem o více než 5 db(a). 2.6 Tónový hluk je hluk, v jehož spektru jsou tónové (diskretní) složky převyšující sousedící frekvenční oblasti, ve kterých je spektrum spojité, o více než 5 db. 2.7 Impulsní hluk je hluk vytvářený jednotlivými zvukovými impulsy s trváním do 200 ms. 3. V Y P Í N A Č E 3.1 Hlukové vlastnosti obecně Vypínače vvn a zvn jsou zdroje nejintenzivnějšího hluku v elektrických stanicích vvn a zvn, mají řádově tisíckrát větší hlukový výkon než vvn a zvn transformátory. Naštěstí je to hluk impulsní, vyskytující se nepravidelně nanejvýš několikrát za 24 hodin, vždy jen jednotlivě, a hygienicky přípustná hladina za hranicí stanice je pro něj o 20 db vyšší než pro ustálený 4

5 nepřetržitý hluk transformátoru (viz PŘÍLOHA 1,tab.2). Nicméně - striktní respektování hygienických předpisů znamená, že při posuzování hlukového vlivu projektované elektrické stanice na okolí se musí kontrolovat především hluk vypínačů. 3.2 Hlukové vlastnosti máloolejového vypínače Typický časový průběh hlukového impulsu při zapnutí ve vzdálenosti 15 m od vypínače (máloolejový VMM 110) je na obr.č.1 v PŘÍLOZE 2.[3] a je určován kovovým nárazem spojovacích dotyků. Hlukový impuls máloolejových vypínačů při vypnutí (kdy kovový náraz schází) je až o 2O db menší. Hlukový problém máloolejových vypínačů představuje tedy spíše jen zapínání (neexistuje hluk výfuku zhášecího vzduchu). Pro šíření hluku má rozhodující význam frekvenční složení impulsu, které je na obr.č.2. Rozhodují frekvence nad 1000 Hz. 3.3 Hlukové vlastnosti tlakoplynového vypínače Časově je hlukový impuls vypnutí poněkud prodloužen (ve srovnání s vypnutím máloolejového vypínače) vlivem hluku vypouštěného zhášecího nebo ovládacího vzduchu, což zvyšuje podíl nízkých frekvencí ve spektru, viz [4],[5]. Vypouštěný vzduch při vypnutí současně zmenšuje rozdíl mezi hlukem zapnutí a vypnutí na 2 až 3 db. 3.4 Výpočet šířeného hluku Hladina hluku A impulsního hluku vypínače, šířeného bez překážek na dané místo, se vypočte podle vzorce pro šíření zvuku z bodového zdroje, ve kterém se navíc uvažuje útlum molekulární absorpcí ve vzduchu. LAIr = LAIz - 20 log(r/z) - 0,04 r (1) kde LAir je hladina A impulsního hluku ve vzdálenosti r[m] od vypínače [db(ai)] LAIz známá (buďto změřená nebo výrobcem daná) hladina impulsního hluku ve vzdálenosti z [m] od vypínače [db(ai)] Pokud mezi vypínačem a daným místem existuje zalesněný terén, sníží se hladina impulsního hluku o hodnoty přídavného útlumu podle čl

6 Poznámka : Útlum molekulární absorpcí je závislý na frekvenci zvuku a teplotě a vlhkosti vzduchu. Ve vzorci použitý útlum 0.04 db(ai)/metr je hodnota pro tzv.standardní atmosférické podmínky (relativní vlhkost vzduchu 75%, teplota vzduchu 15 oc) a hladinu impulsního hluku A vypínače, která je vždy určována frekvencemi nad 1000 Hz Vícekráte byl při měření hluku vypínačů naměřen výrazně větší pokles hlukové hladiny se zdvojnásobením vzdálenosti než by odpovídalo vzorci (1),viz [3],[5].Vysvětluje se to tím, že na daném místě se sečetly vlny přímé a odražené od země, viz [1]. Ve větších vzdálenostech a malé výšce zdroje a příjemce nad zemí je odrážená vlna téměř rovnoběžná s povrchem země a v takovém případě v místě příjmu ovlivňuje hladinu hluku další dodatečná korekce na to, že čelo na zem narážející vlny není rovinné, nýbrž kulové [1]. Někdy se mluví v analogii s dlouhovlnným rozsahem elektromagnetických vln rozhlasu o t.zv. povrchové zvukové vlně Korekce podle čl může výrazně snížit hladinu hluku v místě příjmu, jsou-li splněny následující podmínky : a/ Úhel dopadu (úhel s kolmicí k povrchu země) odrážející se vlny není menší než 85o. Čím vyšší vypínač, tím větší vzdálenosti místa příjmu od vypínače je třeba ke splnění této podmínky. b/ Od místa odrazu (poloviční vzdálenost mezi vypínačem a místem příjmu) k místu příjmu má povrch země potřebné vlastnosti. Vyhoví pole zorané nebo s porostem, louky, lesní půda. Nevyhovuje tvrdý povrch asfaltovaný, štětovaný atd. Na vlastnostech povrchu země mezi vypínačem a místem odrazu nezáleží Při splněných podmínkách z čl se pro výpočet hladiny db(ai) doporučuje použít upravený vzorec (1) LAIr = LAIZ - 40 log(r/z) - 0,04 r (2) kde je stejná definice veličin jako ve vzorci (1) a který dává podstatně větší pokles hladiny hluku se vzdáleností. 6

7 4. T R A N S F O R M Á T O R Y 4.1 Hlukové vlastnosti obecně Hluk vvn a zvn transformátorů má dvě charakterem zcela odlišné části. Daleko nejzávažnější je hluk vznikající v jádře transformátoru magnetostrikcí plechů. Sestává z řady sudých násobků frekvence rozvodné sítě, ve větších vzdálenostech se uplatňuje v různé míře jen prvních sedm, tedy frekvence 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 Hz. Ty tvoří charakteristický brum transformátoru, jehož intenzita je úměrná sycení jádra (a tedy nezávislá na zatížení transformátoru, ovšem závislá na případných změnách napětí), a který je pro konstantní napětí ustálený a nepřetržitý ve dne v noci. Druhou část představuje hluk ventilátorů, ofukujících chladicí radiátory transformátorového oleje. Je svou fyzikální podstatou širokopásmový, občas přerušovaný a denní (v noci ventilátory v provozu obvykle nejsou, výjimka však může existovat ve stanicích zvn ). Tento hluk je u novějších transformátorů konstrukčně potlačen (pomaluběžné ventilátory, oddělená instalace mimo olejovou nádobu). Zajistí-li se dodržení hygienicky přípustné noční hladiny magnetostrikčního hluku z rozvodny, je při tom obvykle automaticky zajištěno i dodržení přípustné hladiny hluku ventilátorů chlazení oleje (ve stanicích zvn nutno ověřit). 4.2 Výpočet hluku z osamoceně stojícího transformátoru Diskretní koherentní spektrum hluku magnetostrikce velkého transformátoru je příčinou toho, že vzorce pro výpočet hladiny hluku dávají spolehlivý výsledek pro vzdálenosti větší než asi 50 metrů. V menších vzdálenostech se projevuje interference jednotlivých přímých a od země odražených zvukových vln, viz obr. č Je-li známa hladina A akustického výkonu transformátoru Lp[dB(PA)] (např. změřená podle ČSN )/10/, potom pro místa ve vzdálenosti větší než 50 m platí vzorec (pro menší vzdálenost jen orientačně) 7

8 Lpr = LP - 20.log(r) - 18 (3) kde Lpr je hladina hluku A ve vzdálenosti r>50 m [db(a)] LP hladina A akustického výkonu transformátoru [db(pa)] r>50 vzdálenost místa příjmu hluku od středu transformátoru [m] Poznámka : Transformátor je zde považován s určitou nepřesností za všesměrový zdroj, uložený na odrážející ploše Ve většině případů dosud hladina A akustického výkonu transformátoru bohužel známa není. Často však bývá známa hladina hluku A změřená v určité vzdálenosti od daného typu transformátoru nebo je možné takové měření pro daný účel uskutečnit. Pokud vzdálenost měřicích míst od transformátoru nebyla menší než 30 m a bylo možno vyloučit odrazy od budov (viz dále), lze tuto hladinu hluku A použít pro výpočet dle vzorce Lpr = Lpr log(r1/r) (4) kde Lpr je stejné jako ve vzorci (3) Lpr1 hladina hluku A změřená ve vzdálenosti r1[m] od transformátoru [db(a)] r>50 vzdálenost místa příjmu jako ve vzorci (2) [m] Pokud není k dispozici ani jedna z výchozích hladin dle článků 9. a 10., je možno k hrubě orientačnímu výpočtu použít vzorec [6] Lpr = ,5.log(W) + 20.log(150/r) (5) kde Lpr je stejné jako ve vzorcích (3) a (4) [db(a)] W jmenovitý výkon transformátoru [MVA] r>50 vzdálenost jako ve vzorcích (3) a (4) [m] Poznámka : Lpr je určeno s přesností ±5 db(a). 4.3 Výpočet výsledné hladiny hluku šířeného z více transformátorů současně při existenci odrazů od budov Velmi často se ze stanice šíří hluk více současně provozovaných transformátorů instalovaných blízko zvukodrážejících ploch, např. fasád provozních budov. Hlukové 8

9 pole je v takovém případě velmi složité. Příklad toho, jak vypadá hlukové pole dvou transformátorů instalovaných před lomenou fasádou obvodové služebny, je na obr. č.4 [7]. V místě příjmu se sčítá několik přímých a odražených zvukových vln stejné frekvence a velikost součtu závisí na jejich fázi. Poněvadž v praxi není obvykle možno fáze jednotlivých vln přesně určit, vždy musí být uvažován nejhorší případ, kdy sčítající se vlny mají stejnou fázi a hladina výsledného součtového hluku je proto maximální Zvukovou vlnu přicházející na dané místo odrazem od rovinné plochy možno chápat jako přímou vlnu přicházející z pomyslného zrcadlového zdroje ležícího souměrně ke skutečnému zdroji na opačné straně odrážející roviny. Dvojitý odraz na lomené fasádě lze chápat jako přímou vlnu přicházející z dalšího zrcadlového obrazu zrcadlového zdroje. Toto chápání je užitečné pro rychlé zjištění, zda se na dané místo šíří vlna odrazem - protne-li spojnice daného místa a zrcadlového zdroje odrážející rovinu, je nutné zrcadlový zdroj považovat za další hlukový zdroj zahlučující dané místo Oblast zahlučená skutečným nebo zrcadlovým zdrojem je vymezena spojnicemi zdroje s okraji odrážející plochy. Zahlučené místo může ležet v oblastech několika zdrojů, např. místo A na obr. č. 5 zahlučuje 6 zdrojů - dva skutečné transformátory, dva zrcadlové zdroje a dva zrcadlové obrazy zrcadlových zdrojů. Pro výpočet největší součtové hladiny hluku, která na daném místě takto zahlučeném obecně z n zdrojů (skutečných a zrcadlových) může vzniknout, platí vzorec antilog(lp1r/10) antilog(lpnr/10) Lpr=Lp1r + 20.log (6) antilog(lp1r/10) Poznámka: antilog(x) je typograficky snazší zápis výrazu 1Ox kde Lpr je největší součtová hladina hluku na daném místě [db(a)]; Lp1r,Lp2r,...,Lpnr jsou hladiny hluku z jednotlivých zdrojů, vypočtené některým ze vzorců (3), (4), (5) Jde-li o stejně hlučné transformátory, potom je Lp1r=Lp2r= =... = Lpnr a vzorec (5) se zjednoduší na 9

10 Lpr = Lp1r + 20.log(n) (7) kde n je celkový počet stejně hlučných zdrojů (skutečných a zrcadlových). 5. Vegetace jako zdroj přídavného útlumu hluku z elektrické stanice vvn a zvn. 5.1 Útlum vegetace obecně Poněvadž hluk ze stanice se šíří ve všech ročních obdobích, nelze celoroční útlum pomocí vegetace dosahovat tlumícími schopnostmi olistění stromů, keřů a polních plodin. Celoroční významný přídavný útlum pro něj poskytuje pouze les absorpcí zvuku v půdě a rozptylem zvuku na kmenech stromů.[2] 5.2 Přídavný útlum pro hluk vypínače Vysoké frekvence impulsního hluku vypínače se tlumí ve vzrostlejším lese (hustota stromů 0.1 až 0.5 stromu/m2) rozptylem na kmenech stromů, v mladším lese křovinatého charakteru ještě také absorpcí. Přídavný útlum v obou případech činí 0.2 db(a)/metr lesa 5.3 Přídavný útlum pro hluk transformátoru Lesní půda má výrazné maximum absorpce zvuku v pásmu od 200 do 500 Hz, tedy i pro nejzávažnější frekvence magnetostrikčního hluku. Mezi šířkou lesa a počtem decibelů přídavného útlumu hluku magnetostrikce však neplatí přímá úměra - užší pás lesní půdy má větší "měrný" útlum v db(a)/metr lesa než pás širší. Pro pásmo lesa širší než 10 m, ale nepřesahující 30 m lze tak počítat s útlumem absorpcí 0.5 db(a)/metr lesa. V lese podstatně širším než 30 m lze počítat s menším útlumem 0.3 db(a)/metr lesa. 6 Opatření proti hygienicky nepřípustnému hluku z elektrické stanice vvn a zvn. 6.1 Opatření proti hluku vypínačů Jestliže hluk vypínače dle vzorce (1) nebo (2) překračuje 10

11 na daném místě vně stanice nejvyšší hygienicky přípustnou hladinu impulsního hluku, jsou nezbytná účinná protihluková opatření Pokud nepřípustně hlučný vypínač vvn není vybaven tlumičem hluku, je nutné od výrobce vypínače tento tlumič vyžádat. Výrobce je dle [8] 3 čl.1 povinen jej dodat nebo jeho dodávku zajistit. Moderní tlakoplynové vvn a zvn vypínače jsou vesměs tlumičem vybavovány. Vložný útlum tlumiče zpracovávajícího výfuk vzduchu ze zhášecího nebo ovládacího ventilu je větší než 20 db(ai). Instalovaný tlumič zmenší vzdálenost nutnou k dodržení hygienicky přípustné hladiny hluku z vypínače oproti stavu bez tlumiče nejméně na čtvrtinu Zůstává-li hladina hluku vypínače i s tlumičem nadále hygienicky nepřípustná, musí se ověřit možnost vyjednat se státní hygienickou službou výjimku vzhledem na ojedinělost vypínacího děje během roku. 6.2 Opatření proti hluku transformátorů Jestliže magnetostrikční hluk transformátorů určený podle (6) nebo (7) překračuje na daném místě vně stanice nejvyšší hygienicky přípustnou hladinu hluku, jsou nezbytná účinná protihluková opatření. Vzorce (6) nebo (7) popisují nejméně příznivý stav (největší součtovou hladinu hluku), který může nastat tehdy, když na daném místě se hlukové vlny magnetostrikce z různých zdrojů sečítají ve fázi. Takový případ jistě nenastává na každém místě (někde se dokonce mohou navzájem rušit součtem v protifázi) a proto při snaze o snížení součtové hladiny je potřebné snížit jednotlivé hladiny hluku několika zdrojů současně. (Nejsou-li sčítající se vlny ve fázi, není efekt potlačení jen jedné z nich v celkovém součtu dostatečný. Součtový hluk vln v protifázi se na daném místě může dokonce při potlačení jedné z nich ještě zvýšit.) Pokud se ovšem dají jednotlivá protihluková opatření instalovat postupně, je ekonomicky účelné pokračovat v instalaci vždy až po proměření protihlukového efektu opatření předchozího - například 11

12 teprve po ověření, že opatření (zástěna, antihluk) pro snížení přímého hluku zdroje nemá na daném místě potřebný efekt, pokračovat v instalaci opatření (absorpční obklad na fasádě) pro snížení odraženého hluku zdroje zrcadlového Snížení přímého hluku Dispoziční řešení Při snaze o snížení hluku z transformátoru na daném místě vně projektované elektrické stanice vvn či zvn se vždy nejprve musí ověřit, zda nelze problém řešit vhodným dispozičním řešením. Kupříkladu správně situovaná provozní budova slouží jako protihluková zástěna a dokonale ochrání před hlukem ze stanice vnější objekty stejně vysoké jako ona sama. I orientace transformátorů může být významným protihlukovým opatřením, když umožní, aby protipožární stěny sloužily v potřebném směru jako protihlukové zástěny Protihlukové zástěny Protihlukový účinek zástěny je tím větší, čím je zástě na blíže zdroji nebo místu příjmu. Velmi často je proto možno k potlačení hluku využít protipožární stěnu u transformátoru, kterou je případně možno rozměrově zvětšit, aby přesahovala co nejvíc obrys transformátoru. Naproti tomu však zástěna u místa příjmu vně stanice je opatření často nevhodné urbanisticky, esteticky i psychologicky Na obr. č.6 je graficky vynesen vložný útlum zástěny v závislosti na jejím přesahu přes obrys transformátoru a na poloze místa příjmu. Podle tohoto grafu se samořejmě musí kontrolovat vložný útlum v horizontální i vertikální rovině. U zástěn bez absorpčního obložení je reálně dosažitelný útlum 12 db(a), u zástěn s absorpčním obložením pak 16 db(a) Materiál zástěny nesmí mít plošnou hmotnost menší než 10 kg/m2. Zástěna nesmí mít žádné otvory, mezeru u země atd. Absorpční obložení má být selektivně laděné, s největší absorpcí pro frekvenci 300 Hz, nejlépe z cihlových nebo keramických rezonátorů. 12

13 Antihluk Jednotlivé objekty nebo i jen jejich části vně stanice lze aktivně chránit řízenou interferencí hluku z transformátoru s hlukem vysílaným v protifázi z reproduktoru u transformátoru ("antihluk"). Může se tak snížit hladina hluku transformátoru vně stanice až o 10 db(a) na místech uvnitř úhlu 15o. Způsob byl v ČR úspěšně odzkoušen ve více stanicích [9],viz obr.č Snížení odráženého hluku Umístění provozních budov K šíření hluku na dané místo odrazem na fasádě provoz- ní budovy nedochází, je-li tato fasáda vzhledem k poloze transformátoru nebo k poloze daného místa vhodně orientována. Pokud není možné projektovanou budovu využít jako protihlukovou zástěnu proti přímému hluku, musí se ověřit, není-li možno ji situovat (umístit, natočit) alespoň tak, aby dané místo nebylo kromě přímého hluku zahlučováno navíc hlukem od ní odráženým Protihlukové zástěny I hluk šířený na dané místo odrazem lze snížit nebo úplně potlačit, když se mu do cesty postaví protihluková zástěna konstruovaná dle zásad v čl Nejvhodněji situovanou zástěnou je i v tomto případě k tomu účelu využitá protipožární stěna hned u transformátoru, stěny situované ve větší vzdálenosti již samy mohou způsobit nevítané odrazy Pohltivé obklady odrazových ploch Hladinu hluku odráženého z fasády provozní budovy na dané místo vně stanice lze zmenšit nejméně o 5 db(a) obložením fasády zvuk pohlcujícím obkladem z keramických nebo cihelných rezonátorů, majících při frekvencích 100 až 400 Hz koficient akustické pohltivosti větší než 0,6. Pokud má být před odraženým hlukem chráněn jen jednotlivý objekt nebo omezená oblast vně rozvodny, je zbytečné obkládat fasádu celou a stačí obložit jen tu část, odkud na dané místo přichází odražená vlna. Tuto část na fasádě vymezují spojnice okrajů zrcadlového zdroje s okraji chráněné oblasti, viz obr.č.8 13

14 PŘÍLOHA 1 NEJVYŠŠÍ PŘÍPUSTNÉ HODNOTY HLUKU ZE STANICE V MÍSTECH S NÁROKEM NA OCHRANU PŘED NADMĚRNÝM HLUKEM (PŘÍPUSTNÁ IMISE HLUKU ZE STANICE) 1. Nejvyšší přípustné hodnoty hluku pro dané místo podle druhu využití tohoto místa, povahy hluku a denní doby, v níž hluk působí, určuje příloha k zákonné vyhlášce č. 13/1977 Sb. (resp. č. 14/1977 Sb.), otištěná ve Věstníku ministerstva zdravotnictví ČSR, svazek 37, číslo 41 (resp. otištěná ve Věstníku ministerstva zdravotnictví SSR, částka 1-3/1977). 2. Transformátor Následující hodnoty jsou získány aplikací výše uvedené přílohy k zákonné vyhlášce na hluk transformátoru (vzduchového i olejového), který je ustálený, má tónovou povahu a ve stanici je provozován ve dne i v noci. Venkovní prostor za hranicí stanice Ve venkovním prostoru nesmí hluk šířený z transformátoru prokazatelně překračovat tyto hodnoty: Způsob využití území Ekvivalentní hladina hluku + Rozsáhlé zdravotnické areály, přírodní rezervace 30 db(a) Rozsáhlé školské a kulturní prostory, rekre- ační prostory příměstské, vnitřní lázeňská území a jiné prostory vyžadující zvláštní ochranu 35 db(a) Obytné soubory na obytném území příměstském a menších sídelních útvarů, obytné soubory na obytném území uvnitř městské zástavby, smíšené zóny 40 db(a) Výrobní zóny, centra sídelních útvarů a do- pravní zóny s ojedinělými stavbami pro bydlení 45 db(a) Poznámka :Hygienické předpisy citované v čl. 1 této přílohy definují způsob využití takto : Venkovní prostor je prostor vně budov a na venkovních místech, 14

15 kterých užívají lidé trvale, dlouhodobě nebo k zotavení, s výjimkou vymezeného prostoru venkovního pracoviště. Při posuzování hluku vně budovy je rozhodující hladina hluku ve vzdálenosti 2 m od fasády budovy. Obytná zóna sídelních útvarů je území, které zahrnuje obytné části, stavby občanského vybavení, síť místních komunikací, rozvodné sítě a zeleň. Smíšená zóna je zóna s významným podílem bydlení, která hraničí přímo s průmyslovými zónami nebo sama obsahuje jednotlivé průmyslové objekty nebo dopravní zařízení (hlavní dopravní komunikace), anebo zóna s funkcí městského centra. Výrobní zóna je část území sídelního útvaru s velkým objemem průmyslové výroby a překládání zboží. 3. Vypínač Následující hodnoty jsou získány aplikací výše uvedené přílohy k zákonné vyhlášce na hluk vypínače, který je impulsní, opakuje se méně než jedenkrát za hodinu a může vzniknout i v noci. Venkovní prostor za hranicí rozvodny Ve venkovním prostoru nesmí impulsní hluk šířený z vypínače prokazatelně překračovat tyto hodnoty: Způsob využití území maximální hladina hluku + Rozsáhlé zdravotnické areály, přírodní rezervace 50 db(ai) Rozsáhlé školské a kulturní prostory, rekre- ační prostory příměstské, vnitřní lázeňská území a jiné prostory vyžadující zvláštní ochranu 55 db(ai) Obytné soubory na obytném území příměstském a menších sídelních útvarů, obytné soubory na obytném území uvnitř městské zástavby, smíšené zóny 60 db(ai) Výrobní zóny, centra sídelních útvarů a dop- ravní zóny s ojedinělými stavbami pro bydlení 65 db(ai) Poznámka :Klasifikace způsobu využití území je shodná s klasifikací podle čl. 2 této přílohy 15

16 Venkovní prostor je prostor vně budov a na venkovních místech, kterých užívají lidé trvale, dlouhodobě nebo k zotavení, s výjimkou vymezeného prostoru venkovního pracoviště. Při posuzování hluku vně budovy je rozhodující hladina hluku ve vzdálenosti 2 m od fasády budovy. Obytná zóna sídelních útvarů je území, které zahrnuje obytné části, stavby občanského vybavení, síť místních komunikací, rozvodné sítě a zeleň. Smíšená zóna je zóna s významným podílem bydlení, která hraničí přímo s průmyslovými zónami nebo sama obsahuje jednotlivé průmyslové objekty nebo dopravní zařízení (hlavní dopravní komunikace),anebo zóna s funkcí městského centra. Výrobní zóna je část území sídelního útvaru s velkým objemem průmyslové výroby a překládání zboží. 16

17 PŘÍLOHA 2 PŘÍKLAD VÝPOČTU HLUKU ŠÍŘENÉHO Z ELEKTRICKÉ STANICE VVN. V transformovně 110/22 kv budou na venkovním stanovišti instalovány dva transformátory 110/22 kv, každý o výkonu 40 MVA, a máloolejové vypínače O-VOC 25/123. Na východní straně pozemku stanice bude 33 m dlouhá a 8,5 m vysoká budova rozvodny 22 kv. Pozemek stanice je situován ve svahu skloněném 6o až 8o západním směrem, jihozápadně sousedí se zalesněným pozemkem, 100 m na sever je hranice obytného souboru rodinných domků, 150 m na jih je taktéž zalesněný pozemek. Celková situace je znázorněna na obrázku 9. Výpočet Hluk šířený z transformátorů : Výrobce neposkytl údaj o hluku transformátorů. K dispozici je výsledek hygienického měření ve vzdálenosti 40 m od transformátoru stejného typu a výkonu (při vypnutých ventilátorech chlazeni), kdy naměřená hladina hluku A v noci byla 51 db(a). Tato hladina bude použita jako výchozí hlukový údaj a pro výpočet hladiny hluku ve větší vzdálenosti bude použit vzorec (4). Hlukové ohrožení míst v okolí stanice je různé podle a) vzdálenosti místa od stanice, b) počtu transformátorů (skutečných a zrcadlových) dané místo zahlučujících, c) zalesněného nebo nezalesněného terénu mezi daným místem a stanicí. Podle b) je okolí stanice rozděleno do sedmi oblastí tvaru kruhových výsečí (viz obr.č.9 ): 17

18 číslo počet zdrojů terén oblasti skutečných zrcadlových celkem I nezalesněný II nezalesněný III nezalesněný IV z části lesnatý V z části lesnatý VI z části lesnatý VII (oblast je před hlukem ze stanice chráněna budovou) Pro výpočet hladiny hluku na daném místě ve všech oblastech se použijí vzorce (4) a (7), v oblastech IV, V a VI navíc korekce na útlum v lese (viz čl.15). Např. v oblasti V. pro hladinu hluku Lpr na místě M, 250 m od transformátorů a 20 m hluboko v lese (viz obr. ) platí : Lpr = Lpr1 + log(r1/r) + 20.log3-20.0,5 = 51 + log(40/250) , = ,8 + 9,5-15 = ,5-10 = 35 db(a) Je-li úkol opačný - najít vně stanice čáru spojující místa stejné zadané hladiny hluku, kupříkladu čáru 40 db(a), je to snadné v nezalesněném terénu (v našem případě v oblastech I až III). Vzdálenost r[m] hledaného místa od transformátoru se vypočte ze vzorců (3) resp.(4) resp. (5), dosadíme-li za Lpr zadanou hladinu hluku a rovnici odlogaritmujeme. Komplikovanější postup je pro zalesněný terén. Pro ten případ se musí nejprve pomocí některé z rovnic (4) nebo (5) nebo (6) spočítat hladina hluku LzL na začátku lesa (je známá vzdálenost lesa od transformátoru rzl) a potom iterační metodou na programovatelném kalkulátoru nebo na počitači řešit transcendentní rovnici pro r : 2O.log(r/rZL) + 0,3.r = LZL - Lpr Množina míst takto spočtených je na obr. č.9 Hluk šířený z vypínače Počítá se vždy s hlukem jen z jednoho skutečného zdroje. Jeho odrazy od fasád provozních budov (zrcadlové zdroje) lze zanedbat, protože rozhodující vysoké frekvence jsou při odrazu podstatně tlumeny absorpcí a dráhový rozdíl znemožňuje součet přímého 18

19 a odraženého impulsu. Okolí stanice se proto dělí na oblast zahlučenou z jednoho skutečného zdroje a na oblast nezahlučenou, krytou před tímto hlukem provozní budovou. Pro vypínač O-VOC 25/123 výrobce ŠKODA udává hladinu impulsního hluku ve vzdálenosti 15 m rovnu 107,5 db(ai). Na daném místě ve vzdálenosti r hladina tohoto hluku závisí na výšce místa nad terénem a na porostu v terénu: - pro větší výšku nad terénem (např. ve vyšších poschodích budovy) a nezalesněný terén se použije vzorec (1). - pro přízemní objekt a nezalesněný terén se použije vzorec (2) Šíří-li se na dané místo hluk přes zalesněný terén, použije se v obou případech navíc přídavný útlum podle čl Opačná úloha - najít vzdálenost r místa, kde hladina ipulsního hluku z vypínače LAIr klesne kupříkladu na 60 db(ai) znamená vypočítat r ze vzorce (1) resp. (2) (doplněného případně o korekci na zalesněný terén) při známém LAIz, LAIr a z. Jde o řešení transcendentní rovnice iterační metodou na počítači nebo programovatelném kalkulátoru. 19

20 Seznam literatury: [1] Attenborough,K. : Predicted ground effect for highway noise. Journal of Sound and Vibration (1982) 81(3). [2] Aylor,D. : Noise Reduction by Vegetation and Ground. The Journal of the Acoustical Society of America (1972) Number 1 (Part 2) [3] Kabrhel,I. : Snižování a měření hluku zařízení přenoso vých soustav, část 3. Výzkumná zpráva EGÚ Praha č [4] Louda,L. : Výsledky měření impulzního hluku vypinačů vvn. IHE Praha [5] Závěrečná zpráva oborového úkolu č. 358/520 GŘ ŠKODA "Snížení hlučnosti spinačů VVN", Plzeň [6] Gordon,C.G.: A method for predicting the audible noise emissions from large outdoors transformers.ieee Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol.PAS-98, No.3. [7] Tschuia,T : Noise Prevention for Substation Transformers. Hitachi Rewiew Vol.23,No.2. [8] Vyhláška MZ ČR č. 13/1977 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. [9] Zahrádka,I. : Antihluk jako opatření pro ochranu okolí vvn rozvoden před hlukem transformátorů - teorie a první praktické zkušenosti v ČSSR. Zborník Transformátory(BEZ), 62/1985, Alfa Bratislava. [10]ČSN "Výkonové transformátory. Metóda určenia hladiny akustického výkonu". 20

21 obr. 1 Typický časový průběh impulsu hluku při vypínání vypínačem vvn 21

22 obr. 2 Frekvenční třetinooktávové spektrum impulsu hluku z obr. 1 22

23 obr. 3 Pokles L hladiny hluku se vzdáleností v blízkosti velkého vvn transformátoru 23

24 obr. 4 Přesná hluková mapa transformovny se dvěma vvn transformátory umístěnými před provozní budovou 24

25 obr. 5 Úhly vyzařování hluku ze zdrojů podle obrázku 4 25

26 obr. 6 Tlumení hluku transformátoru protihlukovou zástěnou 26

27 obr. 7 Tlumení hluku transformátoru vvn řízenou interferencí (antihlukem) 27

28 obr. 8 Umístění zvukpohlcujícího obkladu na odrážející fasádě 28

29 obr. 9 Čára hladiny hluku 40 db (A) v částečně zalesněném okolí rozvodny 110 kv 29