PROVOZ, ÚDRŽBA A OPRAVY SILNIČNÍCH VOZIDEL

Transkript

1 PROVOZ, ÚDRŽBA A OPRAVY SILNIČNÍCH VOZIDEL ČÁST II HLUK Z DOPRAVY A STANOVENÍ KONCENTRACÍ ZNEČIŠŤUJÍCÍCH LÁTEK V OVZDUŠÍ Ing. Vítězslav Křivánek, Ph.D. RNDr. Jiří Huzlík Ostrava 2012 Tyto studijní materiály vznikly za finanční podpory Evropského sociálního fondu a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu OP VK CZ.1.07/2.2.00/ Virtuální vzdělávání v dopravě.

2 Křivánek, V., Huzlík, J. 2 Název: Provoz a údržba silničních vozidel část II - Hluk z dopravy a stanovení koncentrací znečišťujících látek v ovzduší) Autoři: Ing. Vítězslav Křivánek, Ph.D., RNDr. Jiří Huzlík Vydání: první, 2012 Počet stran: 65 Náklad: 50 Studijní materiály pro studijní obor Dopúravní prostředky silniční vozidla, Dopravní fakulta Jana Pernera Jazyková korektura: nebyla provedena. Tyto studijní materiály vznikly za finanční podpory Evropského sociálního fondu a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost. Název: Virtuální vzdělávání v dopravě Číslo: CZ.1.07/2.2.00/ Realizace: Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava/Univerzita Pardubice Ing. Vítězslav Křivánek, Ph.D., RNDr. Jiří Huzlík Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Univerzita Pardubice ISBN:

3 Křivánek, V., Huzlík, J. 3 POKYNY KE STUDIU Provoz, údržba a opravy silničních vozidel ČÁST II Hluk z dopravy a stanovení koncentrací znečišťujících látek v ovzduší Pro uvedený předmět, studovaný v 5. Semestru bakalářského studia oboru Dopravní prostředky silniční vozidla jste obdrželi studijní balík obsahující: integrované skriptum pro kombinované studium obsahující i pokyny ke studiu, Prerekvizity Pro studium této opory se předpokládá znalost na úrovni absolventa předmětu Konstrukce silničních vozidel I a II. Cílem učební opory Cílem studijní opory je zvýšení kvality, flexibility a atraktivnosti vzdělávání v oblasti technických předmětů za účelem zvýšení konkurenceschopnosti absolventů na trhu práce. Účelem je poskytnout studentům specifickou nabídku základních znalostí z technických předmětů zaměřených na oblast dopravy. Na předkládaný základ mají studenti jednodušší navázání svých budoucích teoretických, tak i praktických znalostí. Takto lze tedy klasifikovat studijní oporu jako jeden z možných kroků pro zkvalitnění teoretických znalostí absolventů technicky zaměřených vysokých škol. Pro koho je předmět určen Modul je zařazen do bakalářského studia oboru Dopravní prostředky silniční vozidla studijního programu Dopravní technologie a spoje, ale může jej studovat i zájemce z kteréhokoliv jiného oboru. Skriptum se dělí na části, kapitoly, které odpovídají logickému dělení studované látky, ale nejsou stejně obsáhlé. Předpokládaná doba ke studiu kapitoly se může výrazně lišit, proto jsou velké kapitoly děleny dále na číslované podkapitoly a těm odpovídá níže popsaná struktura.

4 Křivánek, V., Huzlík, J. 4 Při studiu každé kapitoly se můžete setkat s následujícími informačními symboly: Čas ke studiu: xx hodin Na úvod kapitoly je uveden čas potřebný k prostudování látky. Čas je orientační a může vám sloužit jako hrubé vodítko pro rozvržení studia celého předmětu či kapitoly. Někomu se čas může zdát příliš dlouhý, někomu naopak. Jsou studenti, kteří se s touto problematikou ještě nikdy nesetkali a naopak takoví, kteří již v tomto oboru mají bohaté zkušenosti. Cíl: Informuje o tom, co je nejpodstatnější v dané části a co nového Vám studium přinese. Výklad Následuje vlastní výklad studované látky, zavedení nových pojmů, jejich vysvětlení, vše doprovázeno obrázky, tabulkami, řešenými příklady, odkazy na animace. Shrnutí pojmů Na závěr kapitoly jsou zopakovány hlavní pojmy, které si v ní máte osvojit. Pokud některému z nich ještě nerozumíte, vraťte se k nim ještě jednou. Otázky Pro ověření, že jste dobře a úplně látku kapitoly zvládli, máte k dispozici několik teoretických otázek. Úlohy k řešení Bude zadána úloha k samostatnému řešení, která Vám umožní lépe pochopit podstatu studovaného problému. Klíč k řešení Výsledky zadaných příkladů i teoretických otázek jsou uvedeny v závěru učebnice v Klíči k řešení. Používejte je až po vlastním vyřešení úloh, jen tak si samokontrolou ověříte, že jste obsah kapitoly skutečně úplně zvládli.

5 Křivánek, V., Huzlík, J. 5 CD-ROM Informace o doplňujících animacích, videosekvencích apod., které je možné si vyvolat z CD-ROMu nebo je lze nalézt na e-learningovém portálu Virtuálního vzdělávání v dopravě na: Další zdroje Seznam použité literatury, www odkazů apod., pro zájemce o dobrovolné rozšíření znalostí popisované problematiky. Zajímavost k tématu Text obsahující různé doplňkové informace, které více či méně souvisí s tématem. Různé poznatky z praxe, nebo zajímavosti ze vzniku daného oboru či objevu, nebo jiné informace ze zákulisí uvedené problematiky. Úspěšné a příjemné studium s tímto učebním textem Vám přejí autoři. Ing. Vítězslav Křivánek, Ph.D., RNDr. Jiří Huzlík

6 Křivánek, V., Huzlík, J. 6 OBSAH 1 HLUK Z DOPRAVY Přístroje na měření hluku Hodnocení hluku Hlukové indikátory a jejich hodnocení ZMĚNY V NV Č. 272/2011 Změny v NV č. 272/2011 Sb Hygienická měření hlukové zátěže Metody používané k měření hlučnosti vozovek Měření metodou SPB Měření metodou CPX Měření metodou OBSI Měření hluku pneumatik STANOVENÍ KONCENTRACÍ ZNEČIŠŤUJÍCÍCH LÁTEK V OVZDUŠÍ Měření emisí motorových vozidel Zkušební cykly: Zkouška ESC Zkouška ELR Zkouška ETC Analyzátory Stanovení oxidu uhelnatého (CO) Stanovení oxidu uhličitého (CO 2 ) Stanovení uhlovodíků (HC) Stanovení uhlovodíků jiných než methan (NMHC) (jen pro plynové motory na NG) Stanovení oxidů dusíku (NO x ) Stanovení částic Stanovení opacity (kouřivosti) Kalibrační plyny Metody a principy měření kvality ovzduší Měření koncentrací pevných částic Měření chemického znečištění ovzduší Měření meteorologických údajů... 48

7 Křivánek, V., Huzlík, J Přístroje používané pro měření kvality ovzduší Vzorkovač ovzduší (nízko-, středně-, vysokoobjemový) Analytické mikrováhy UV fluorescenční SO2 analyzátor UV fluorescenční SO 2 analyzátor s adaptérem pro stanovení H 2 S (TRS) Chemiluminescenční NO-NO 2 -NO x analyzátor IR CO analyzátor s korelačním filtrem UV absorpční analyzátor ozónu Analyzátor s FID pro stanovení VOC (THC, CH 4, nmhc) GC/PID analyzátor pro stanovení benzenu, toluenu, ethylbenzenu a xylenů (BTEX) Beta prachoměr Metody odhadu podílu dopravy na znečištění ovzduší Chemical Mass Balance - CMB Pozitivní maticová faktorizace - PMF Absolutní komponentní skóre - APCS... 60

8 Hluk z dopravy Křivánek, V. 8 1 HLUK Z DOPRAVY Odhaduje se, že celkem 2 miliardy obyvatel celého světa je vystaveno hladině hluku ze silniční dopravy většímu než 55 db L den, který je považován za škodlivý pro lidské zdraví (SZÚ, 2005). Jak uvádí (De Vos 2011) hlukem je zatíženo 125 milionů tj. 26 % obyvatel Evropské unie a situace se stále zhoršuje. Vztah mezi hlukem z prostředí a veřejným zdravím je nejvýznamnějším důvodem proč se sledování hlukové zátěže z okolního prostředí stalo jedním z hlavních témat legislativních opatření přijatých Evropskou komisí v posledních letech (European Commission, 1996). Demografický vývoj naznačuje, že se tyto údaje budou zhoršovat v desetiletích. Doprava v České republice, obdobně jako i v jiných vyspělých státech, tvoří jeden z hlavních antropogenních faktorů, který při svém rozvoji nepříznivě ovlivňuje kvalitu životního prostředí. Vzrůstající mobilita, rostoucí přepravní objemy a výkony v silniční dopravě jsou fenoménem několika posledních let. Prudce se zvyšuje množství osobních i nákladních vozidel, jejichž výroba a provoz jsou spojeny se zátěží životního prostředí. Hluk patří v dnešní době k nejrozšířenějším škodlivinám životního prostředí. Evropská unie definovala několik základních směrů technologického rozvoje v oblasti pozemní dopravy vedoucích ke snížení antropogenního znečištění (Hanson, et. al. 2004). K těmto směrům patří: - udržitelná doprava, - ekologizace pozemní dopravy: snížení znečištění životního prostředí emisemi včetně rušení hlukem, - podpora nových technologií výroby dopravních prostředků vytváření infrastruktury komunikací. Strategickým cílem směrnice, 2002/49/EC o hodnocení a řízení hluku ve vnějším prostředí. Cílem směrnice je snížit v EU v roce 2020 počet obyvatel zasažených hlukem o L dvn (hlukový ukazatel pro celodenní obtěžování hlukem) nad 65 db o 20 %. Tato směrnice ukládá členským státům povinnost vypracovat hlukové mapy území a na jejich základě pak vyhotovit Akční plány snižování emisí hluku pro aglomerace a okolí hlavních silnic. Cílem END je na základě stanovených priorit definovat společný přístup k vyvarování se, prevenci nebo omezení škodlivých či obtěžujících účinků hluku ve venkovním prostředí. Ze zpracovaných akčních hlukových plánů vyplývá, že těchto smělých výsledků nepůjde dosáhnout jen pomocí budování protihlukových stěn a vytváření nejrůznějších přeložek komunikací, což jsou v drtivé většině návrhy jak snížit nadměrný hluk v kritických místech, které vyplynuly z prvního kola strategického hlukového mapování. V roce 2008 Ministerstvo zdravotnictví ČR zveřejnilo strategické hlukové mapy pro Českou republiku. Hlukové mapování potvrdilo, že zcela zásadním zdrojem nadlimitního hluku v České republice je silniční doprava. V ČR se hluk z dopravy podílí na celkové hlukové zátěži více jak 95%. Naopak doprava železniční se na hlukové zátěži podílí zcela

9 Hluk z dopravy Křivánek, V. 9 minimálně. Celková míra hlukového zatížení v České republice je v současnosti odhadována až na půl milionu osob žijících v hluku, který překračuje hygienické limity. Podle údajů Světové zdravotnické organizace dlouhodobá expozice hlukem nad 55 decibelů znamená vážné obtěžování a může způsobit vznik řady onemocnění. Hluk nad 65 db je lékaři uváděn již jako dlouhodobě nesnesitelný, který prokazatelně poškozuje zdraví lidí, kteří jsou takové hodnotě vystaveni. Po pěti letech žití v hlučném prostředí je podle lékařů jednoznačně diagnostikovatelný vztah mezi hlukovou zátěží a nemocemi, které hluk způsobuje nebo prohlubuje (Šlachtová, Michalík, 2007). Intenzita hluku se vyjadřuje v decibelech [db]. Nárůst této veličiny není symetrický, jak je tomu třeba u jednotek hmotnosti nebo délky. Decibel je logaritmická veličina nárůst hluku o 3 db znamená zdvojnásobení objemu hluku. Při nárůstu o 10 db je hluk desetinásobný, při nárůstu o 20 db stonásobný. Pak rozdíl mezi 20 db a 40 db je mnohem menší, než rozdíl mezi 60 db a 80 db. Pokud je například hluk o několik decibelů nad limitem, působí tato informace na první pohled mylným dojmem, že jde jen o mírné překročení, ovšem není tomu tak. Opatření mohou být jednak na straně komunikací (např. protihlukové stěny, průchody pro zvěř), vozidel legislativy (povinné emisní a hlukové limity, zpoplatnění vybraných úseků komunikací, parkovné v centrech měst), podpora využívání méně škodlivých druhů dopravy (veřejná doprava zavádění integrovaných systémů, preference vozidel MHD na křižovatkách; kombinovaná doprava zavádění logistických řetězců umožňujících přepravu environmentálně příznivějšími druhy dopravy; nemotorová doprava vytváření podmínek pro pěší a cyklisty). Zastřešující rámec pak mají komplexní opatření organizačního charakteru zavádění mobility managementu (řízení poptávky po dopravě), územně-plánovací opatření (snižování celkové poptávky po dopravě formou návrhu vhodné struktury území) nebo podpora vzdělávání pro udržitelnou dopravu (Frič a kol., 2010). Zodpovědný přístup k rozvoji dopravních systémů bude jedním z klíčových předpokladů dalšího vývoje měst i venkova směrem k trajektorii udržitelného rozvoje. Ačkoliv se může v současnosti zdát, že některá opatření směřující k omezení negativních dopadů dopravy na životní prostředí mají za následek násilné omezování podnikatelské svobody a ekonomické expanze, umožní nám v budoucnu se vyhnout daleko větším problémům, jejichž řešení bude daleko dražší a náročnější pro celou společnost. 1.1 Přístroje na měření hluku Čas ke studiu: 15 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat základní zvukoměrný řetězec. Zdůvodnit používání váhových filtrů. Vysvětlit funkci a složení mikrofonu.

10 Hluk z dopravy Křivánek, V. 10 Výklad Pro měření hluku z dopravy (a nejen z dopravy) se používají zvukoměry, případně s ohledem na další zpracování signálu rovněž analyzátory. Tyto měřicí přístroje musí splňovat podmínky dané normou IEC a obsahovat váhový filtr A. Normou jsou popsány 2 třídy přesnosti, a to třída 1 a třída 2. Technické požadavky na zvukoměry těchto tříd mají obecně stejné jmenovité charakteristiky a liší se hlavně v tolerancích a rozsahu provozních teplot (tolerance technických požadavků pro třídu 2 jsou širší), (ČSN EN , 2003). Před započetím a po ukončení měření musí být měřící systém včetně mikrofonu zkontrolován kalibrátorem. Akustické kalibrátory popisuje norma IEC 60942, která specifikuje 3 třídy: LS (laboratorní etalon), třída 1, třída 2. Tolerance jsou nejmenší pro přístroje třídy LS a největší pro přístroje třídy 2 (ČSN EN , 2004). Zvukoměrem rozumíme měřící řetězec, který obsahuje mikrofon, ústrojí zpracovávající signál a indikační zařízení, viz Obrázek 1.1. V zásadě by pro měření postačoval měřící řetězec, který se skládá ze snímače, zesilovače a měřidla. Takto sestavené měřidlo by však mohlo měřit akustický tlak pouze pro jednoduchý periodický signál. Elektrický signál, který vystupuje z mikrofonu má většinou malé amplitudy a musí být před dalším zpracováním zesílen předzesilovačem. Zesílený elektrický signál dále pomocí odpovídajících elektronických zařízení různými způsoby zpracováváme. Jednou z možností je použití váhových filtrů, které jsou přímo nastavitelné v softwaru zvukoměru (Smetana a kol., 1998). Obrázek Zvukoměrný řetězec (Smetana a kol., 1998). Váhové filtry jsou zařízení s kmitočtovými charakteristikami, které odpovídají charakteristikám lidského sluchu a používají se ke korigování kmitočtu (zvuk v různém kmitočtu je vnímán sluchem s nestejnou citlivostí). Mezinárodně standardizované jsou filtry označené A, B, C a D. Nejpoužívanější je váhový filtr A, který měřený signál zpracovává se zřetelem na pokud možno dokonalou aproximaci převrácené křivky stejné hlasitosti odpovídající nízkým hladinám akustického tlaku. Příčina méně častého použití filtrů B a C je ta, že výsledky měření nesouhlasí dobře s výsledky subjektivních zkoušek. Filtr D se používá při měření leteckého hluku.

11 Hluk z dopravy Křivánek, V. 11 Zobrazovací jednotka je většinou digitální, ale její dynamické vlastnosti jsou odvozeny od ručkových měřidel, u kterých rychlost reakce závisí na mechanických a elektrických vlastnostech zařízení. Tímto je udávána časová konstanta, která je normou stanovená na S (slow) vyhodnotí průměrnou hodnotu měřené hodnoty signálu za uplynulou 1s a F (fast) vyhodnotí posledních 200 ms (Smetana a kol., 1998). Nejdůležitější částí celého měřícího řetězce je snímač mikrofon. Nejčastěji používaný je mikrofon kondenzátorový, a to z důvodů vysoce stabilní provozní spolehlivosti. Mají nízký šum, lineární frekvenční charakteristiku v celém slyšitelném spektru a vysokou citlivost. Funkce tohoto typu mikrofonu je založena na principu vzduchového kondenzátoru, který se skládá z tenké kovové membrány a stabilní desky umístěné proti ní. Změna akustického tlaku vyvolá změnu vzdáleností těchto elektrod, což se projeví jako změna kapacitance. Vzhledem k požadavku co největší citlivosti je nutná co nejmenší zbytková kapacitance, což je vlastnost závislá na dalším prvku mikrofonním předzesilovači který musí být co nejblíže vlastnímu mikrofonu a co nejmenší. Mikrofon a předzesilovač tzv. mikrofonní vložka, viz Obrázek 1.2, bývají konstruovány jako jeden celek. Obrázek Konstrukční uspořádání mikrofonní vložky (Smetana a kol., 1998). Jak bylo uvedeno, kromě zvukoměru se můžeme setkat i s pojmem analyzátor. Toto zařízení bylo primárně určeno pro třetinooktávovou, oktávovou a FFT analýzu různých signálů a bylo výkonnější než zvukoměr. Nyní s rozvojem digitálních technologií a miniaturizace současné zvukoměry obsahují možnosti, které dříve zastal analyzátor. V současné době analyzátorem rozumíme zařízení více či méně stacionární používané pro rozsáhlejší měření a analýzy. S využitím dalších přístrojů spolu se zvukoměrem, viz Obrázek 1.3, který tvoří základ měřícího řetězce, lze posuzovat hluk dopravy i v širších souvislostech. Jelikož při rychlostech cca od 40 km/h výše je v automobilové dopravě dominantní hluk vznikající stykem pneumatika/vozovka zaměřuje se sledování hluku z dopravy právě tímto směrem.

12 Hluk z dopravy Křivánek, V. 12 Obrázek Zvukoměr a zvukoměrná sada pro měření v terénu. Shrnutí pojmů 1.1. Váhový filtr, mikrofon. Otázky Jaký je princip zvukoměru? 2. Popište části mikrofonu. 1.2 Hodnocení hluku Čas ke studiu: 30 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat pojem ekvivalentní hladina akustického tlaku. Definovat hygienické limity pro jednotlivé zdroje hluků. Vysvětlit základní teze navrhovaného nového zákona o hluku. Výklad Vnímání hluku je čistě subjektivní pocit, který se může lišit s vysokou mírou individuality. Přestože je hluk vnímán subjektivně, je nutné stanovit teoretickou fyzikální míru přípustné hlukové expozice. Dle světové zdravotnické organizace WHO rozlišujeme působení hluku dle jeho intenzity a doby expozice Hlukové indikátory a jejich hodnocení Při hodnocení vlivu hluku ve venkovním prostoru se postupuje podle hodnot hluku vyjádřených v ekvivalentních hladinách akustického tlaku L Aeq (tedy v časově integrovaných hodnotách hluku) a dalších kritérií ve vazbě na způsob využití území, druhy zdrojů hluku atd.

13 Hluk z dopravy Křivánek, V. 13 Takové vyjádření vlivu hluku však není dokonalé, nepříznivé účinky hluku záleží i na jeho dalších vlastnostech, jako je maximální hladina hlukových událostí, jejich frekvence v čase nebo denní době. Převládající způsob hodnocení hluku dle ekvivalentní hladiny je však užitečný, srovnáváme-li vzájemně podobné hlukové situace. V běžné praxi se podle ekvivalentních hladin posuzuje ustálený nebo proměnný hluk, jako např. hluk z dopravy, hluk z většiny průmyslových zdrojů apod. Předpokládá se, že souhrnný efekt hlukových událostí vnímaných člověkem je úměrný součtu jejich zvukové energie (princip stejné energie). Proto se stanovuje jako průměr celkové energie za určitý čas T (16 hodin, 8 hodin, 1 hodina apod.), tj. ekvivalentní hladina akustického tlaku L Aeq,T, která je odvozena integrací hlukových úrovní s váhovým filtrem A, který záznam hluku přizpůsobuje citlivosti lidského sluchového orgánu. Podle platných právních předpisů jsou v ČR pro hodnocení vlivu hluku z dopravy ve venkovním prostoru stanoveny hlukové indikátory časově vztažené na: - Denní doba L Aeq,16h = ekvivalentní hladina akustického tlaku stanovená pro celou denní dobu (délka 16 hodin, od 6 do 22 hodin). - Noční doba L Aeq,8h = ekvivalentní hladina akustického tlaku stanovená pro celou noční dobu (délka 8 hodin, od 22 do 6 hodin). Hodnota těchto hlukových indikátoru může být zjišťována měřením nebo výpočtem. Výpočet pomocí hlukového modelování je např. pro účely územního plánování vhodnější a z hlediska možnosti podchycení připravovaných změn je jedině možným způsobem. Pro hlukové modelování různých zdrojů hluku byly vyvinuty odpovídající výpočtové metody, které moderní výpočtové programy ve svém algoritmu zahrnují. Hygienické limity hluku v ČR jsou dány (novým) nařízením vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací (Nařízení vlády č.272/2011 Sb). Pro hluk ze silniční dopravy jsou stanoveny následovně: - Použije-li se korekce pro starou hlukovou zátěž z pozemních komunikací, v chráněném venkovním prostoru staveb: L Aeq,16h = 70 db pro denní dobu ( hod). L Aeq,8h = 60 db pro noční dobu ( hod). - Nepoužije-li se korekce pro starou hlukovou zátěž z pozemních komunikací, v chráněném venkovním prostoru staveb pro hluk v okolí hlavních pozemních komunikací, kde hluk z dopravy na těchto komunikacích je převažující: L Aeq,16h = 60 db pro denní dobu ( hod). L Aeq,8h = 50 db pro noční dobu ( hod). - V chráněném venkovním prostoru staveb pro hluk z dopravy na pozemních komunikacích, s výjimkou účelových komunikací: L Aeq,16h = 55 db pro denní dobu ( hod). L Aeq,8h = 45 db pro noční dobu ( hod). Pro hluk z drážní dopravy jsou stanoveny následovně:

14 Hluk z dopravy Křivánek, V V chráněném venkovním prostoru v ochranném pásmu drah 60 m: L Aeq,16h = 60 db pro denní dobu ( hod). L Aeq,8h = 55 db pro noční dobu ( hod). - V chráněném venkovním prostoru mimo ochranné pásmo drah: L Aeq,16h = 55 db pro denní dobu ( hod). L Aeq,8h = 50 db pro noční dobu ( hod). Pro hluk ze stacionárních zdrojů (průmyslové objekty) v chráněném venkovním prostoru staveb: L Aeq,8h = 50 db pro denní dobu ( hod). L Aeq,1h = 40 db pro noční dobu ( hod). Závazné stanovení nejvyšších přípustných hodnot hluku pro chráněný venkovní prostor je oprávněn provádět pouze příslušný orgán ochrany veřejného zdraví. Při dokladovaném splnění nejvyšších přípustných hodnot hluku v definovaném venkovním prostoru, lze rovněž předpokládat splnění i nejvyšších přípustných hodnot hluku ve vnitřních chráněných prostorách např. staveb pro bydlení nebo staveb občanského vybavení. V jedné mapě může mít více různorodých oblastí různé mezní limity, jak shrnuje Obrázek 1.4. Obrázek Barevná škála (izofony) odpovídají limitním hodnotám ZMĚNY V NV Č. 272/2011 Změny v NV č. 272/2011 Sb. Dne odsouhlasila vláda nové nařízení vlády č. 272/2011 Sb. o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací, jež nabylo účinnosti (Nařízení vlády č.272/2011 Sb.) a ruší tímto původní Nařízení vlády č. 148/2006 Sb. Oproti starší verzi NV č. 148/2006 Sb. je provedeno v tomto právním předpisu několik změn. Z hlediska hygienických limitů hluku v ČR jsou stanovené hodnoty totožné v původním NV č. 148/2006 Sb. a v aktualizovaném NV č. 272/2011 Sb. Ovšem zásadním detailem je způsob hodnocení výsledků. Zatímco dříve nebyl striktně dán způsob vyhodnocení výsledků měření (simulací) hluku a mnohé orgány ochrany veřejného zdraví při posuzování různorodých záměrů požadovali prokázání dodržení limitů hluku na straně

15 Hluk z dopravy Křivánek, V. 15 bezpečnosti při započítání nejistoty. Nyní 20 odst. 3 říká Výsledná hodnota hladiny akustického tlaku A prokazatelně nepřekračuje hygienický limit, jestliže výsledná ekvivalentní hladina akustického tlaku A po odečtení hodnoty kombinované rozšířené nejistoty je rovna nebo je nižší než hygienický limit. Zajímavost k tématu Ministerstvo zdravotnictví v září 2012 předložilo do meziresortního připomínkového řízení návrh věcného záměru zákona o ochraně veřejného zdraví před hlukem a řízení hluku v komunálním prostředí (zákon o hluku). Zákon je vypracován v souladu s Programovým prohlášením vlády České republiky a usnesením vlády č. 69 z 26. ledna Předpokládané předložení dokumentu k projednání vládě je plánováno na rok Strategickým cílem této novely je překonat stávající roztříštěnost v oblasti právních předpisů regulujících hluk. Navrhovaný zákon má charakter kodexu, protože problematika regulace hluku v komunálním prostředí zasahuje do kompetence řady resortů. Je navrhován vznik Národní rady pro hluk, která by fungovala při Úřadu vlády. Nový návrh zákona dbá na maximální uplatnění principů subsidiarity a sdílené odpovědnosti. Pro regulaci dopadů hluku z dopravy ve venkovním prostoru dochází k opuštění systému právně vymahatelných pevných hygienických limitů. Návrh zákona zavádí ve shodě s přístupem řady evropských zemí institut hlukových zón, které představují odstupňovanou míru zdravotního rizika (Hellmuth, 2012). Shrnutí pojmů 1.2. L Aeq - (equivalent continuous A-weighted sound pressure level) - ekvivalentní hladina akustického tlaku LAeq (vážená filtrem typu A). L Aeq,T - ekvivalentních hladina akustického tlaku za určitou dobu. Izofona - je čára, spojující místa o stejných hodnotách hladin akustického tlaku. Otázky Jak jsou stanoveny dle právních předpisů hlukové indikátory pro hodnocení vlivu hluku z dopravy? 4. Jaká změna z hlediska hodnocení hluku je v NV č. 272/2011Sb.? 1.3 Hygienická měření hlukové zátěže Čas ke studiu: 20 minut Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat provádění měření hluku v mimopracovním prostředí. Definovat podmínky měření. Vysvětlit význam pojmu hladiny hlukové expozice.

16 Hluk z dopravy Křivánek, V. 16 Výklad Hluková zátěž naší populace je způsobena přibližně ze 40 % z pracovního prostředí a z 60 % z mimopracovního prostředí. Hlavním zdrojem hluku v mimopracovním prostředí je doprava, dále se uplatňuje hluk související s bydlením a s trávením volného času. Měření hluku se řídí obecně platnými metodikami schválenými Ministerstvem zdravotnictví. Metodické vedení při provádění měření v mimopracovním prostředí zajišťuje Národní referenční laboratoř pro měření a posuzování hluku v komunálním prostředí v Ústí nad Orlicí. K provádění měření a zpracování výsledků z mimopracovního prostředí získaných z daného měření v terénu existují následující předpisy a metodiky: - ČSN ISO akustika, Popis a měření hluku prostředí, část 1: Základní veličiny a postupy, ČSN ISO akustika, Popis a měření hluku prostředí, část 2: Určování hladin hluku prostředí, KOZÁK, J., LIBERKO, M. Novela metodiky pro výpočet hluku ze silniční dopravy, Příloha zpravodaje Ministerstva životního prostředí, 1996, č.3, kap. Metodika měření hluku silniční dopravy, s Metodický návod pro měření a hodnocení hluku v mimopracovním prostředí, ze dne vydaný pod č.j. HEM Metodický návod pro hodnocení hluku v chráněném venkovním prostoru staveb ze dne vydaný pod č.j /2010-OVZ , Objektivita získaných dat, je zajištěna tím, že měření se provádí za normou přesně specifikovaných podmínek. Např. místo měření má být takové, aby se hluk mohl volně šířit, přičemž prostor kolem mikrofonů na obou stranách musí být v poloměru rovnajícího se alespoň 3 násobku měřené vzdálenosti bez velkých odrazivých objektů. Prostor mezi mikrofonem a vozidlem nesmí být zamokřen a musí být bez látek pohlcujících hluk (sníh, vysoká vegetace) nebo s odrazivým povrchem (voda). Tedy pro objektivní měření hluku, se musí vlastní měření provádět za určitých podmínek. Navíc hluk, nelze například měřit za nepříznivého počasí (silný vítr, déšť, sněžení). Měřící mikrofon bývá typicky umístěn do vzdálenosti 7,5 m od středu jízdního pruhu komunikace či středu kolejnice nebo se měření provádějí 2 m před fasádou chráněného objektu. Délka jednotlivých náměrů bývá různá, závisí na intenzitě dopravy v daném místě i na tom k čemu budou výsledky měření použity. Při měření je doporučeno vždy provádět sčítání dopravy, jelikož hluk z dopravy je na intenzitě přímo závislý. Navíc v případě kratších náměrů se celková 24 hodinová a 16 hodinová denní, resp. 8 hodinová noční intenzita silniční dopravy určuje pomocí přepočtových koeficientů uvedených v Technických podmínkách TP č Stanovení intenzit dopravy na pozemních komunikacích (II. doplněné vydání), které byly schváleny Ministerstvem dopravy dne 5. června 2012 s účinností od 6. června Z těchto hodnot následně lze provést výpočet hluku pro tyto intenzity silniční dopravy v softwaru modelově pro měřenou vzdálenost od osy vozovky. Tento výpočet je nejpřesnějším odhadem dlouhodobé hladiny hluku v měřeném místě.

17 Hluk z dopravy Křivánek, V. 17 Nejistoty jsou popsány v dokumentu Metodiky měření hluku silniční dopravy in Novela metodiky pro výpočet hluku ze silniční dopravy, (příloha Zpravodaje MŽP č.3, březen 1996 a Metodickém návodu MZ ČR č.j. HEM , metodický návod pro měření a hodnocení hluku v mimopracovním prostředí). Odhad nejistoty měření je v kompetenci zkušební laboratoře, nejde v principu o konstantní číslo, protože je závislé na více faktorech, mezi jinými i na chování zdroje hluku v čase. Hodnoty, uvedené v metodickém návodu jsou tedy pouze obecné odhady. Hodnota nejistoty musí být taková, aby se další měření nelišilo od původního o více než nejistoty měření, přesněji, aby intervalové odhady nejistot obou měření měly společný průnik. V případě železničního hluku se používá metoda měření hladiny hlukové expozice SEL. Hladina hlukové expozice (Sound Exposure Level - SEL) je hodnota ekvivalentní hladiny přepočtená na dobu 1 s. Výhodou SEL vyjádření je, že pro popis každého jednotlivého případu dostačuje jediný údaj místo udávání ekvivalentní trvalé hladiny spolu s odpovídající dobou působení. Moderní digitalizované zvukoměry udávají hodnotu SEL přímo a okamžitě jako výsledek sledovaného případu. Hlavní výhodou potom je zejména naměření pouze vybraných průjezdů určitých typů vlaků a dopočítání ekvivalentní hladiny hluku z počtu průjezdů těchto jednotlivých typů vlaků za časovou jednotku. To vše je realizováno pro denní i noční dobu. Princip výpočtu tedy spočívá v naměření hodnoty SEL pro hlavní druhy vlaků a dále zjištění počtu těchto vlaků během dne a noci. Měření hluku vyzařovaného kolejovými vozidly je podrobně popsáno v normě ČSN EN ISO 3095, kde je uveden i popis dalších možných měření na železnici. Osa mikrofonu při měření hluku kolejových vozidel musí být vodorovná a směřovat kolmo ke koleji. Použitelné polohy mikrofonů jsou uvedeny na Obrázku 1.5. Není nezbytné měřit ve všech znázorněných polohách, ale zvolené polohy mikrofonů musí odpovídat jedné nebo více z definovaných poloh. Obrázek Příčné polohy mikrofonů při měření hluku kolejových vozidel. CD-ROM Ukázka z terénu - měření silničního hluku dle ČSN ISO , ČSN ISO

18 Hluk z dopravy Křivánek, V. 18 Shrnutí pojmů 1.3. ČSN ISO 1996, Metodický návod pro měření a hodnocení hluku v mimopracovním prostředí, SEL. Otázky Jaké musí být zachovány podmínky pro měření hluku? 6. Proč se v případě měření železničního hluku využívá metoda měření hladiny hlukové expozice? 7. V jakých vzdálenostech se provádí typicky měření hluku ze silniční a železniční dopravy? 1.4 Metody používané k měření hlučnosti vozovek Čas ke studiu: 2 hodiny Cíl: Po prostudování tohoto odstavce budete umět Popsat metody pro měření styku pneumatika/vozovka. Definovat jednotlivé složky hluku ze silniční dopravy. Vysvětlit způsoby provádění jednotlivých měření hlučnosti. Výklad Zásadním zdrojem nadlimitního hluku v České republice je silniční doprava. I v jiných vyspělých státech představuje silniční doprava hlavní zdroj hlukové zátěže. Mezi zdroje automobilového hluku patří především následující části: - hnací jednotka vozidla (motor, chladič, převodová soustava, výfuk), - pneumatiky vozidla (odvalování pneumatik po povrchu vozovky), - aerodynamika vozidla (obtékání vzduchu kolem vozidla), - brzdy vozidla, - karoserie vozidla (její drnčení ), - náklad vozidla. Při nízkých rychlostech (cca do 40 km/h u osobních vozidel a cca do 60 km/h u nákladních vozidel) je u vozidel vybavených spalovacím motorem dominantním zdrojem hluku hnací jednotka (Schuganin, 2006). Při vyšších rychlostech začíná převládat hluk od pneumatik, způsobený jejich odvalováním po vozovce, který je dominantní přibližně až do rychlosti 200 km/h. Při ještě vyšších rychlostech se stává dominantním zdrojem hluku -

19 Hluk z dopravy Křivánek, V. 19 aerodynamický hluk, zapříčiněný obtékáním vzduchu kolem vozidla (Leeuwen et. al., 2007). Vyobrazení závislosti mezi převažujícím hlukem a rychlostí je na Obrázek 1.6. Obrázek Vliv rychlosti na hladinu akustického tlaku. V rámci většiny hlavních komunikací a povolených rychlostních limitů, tak převládající složkou hluku je styk pneumatiky s vozovkou. Snižování hluku, vznikajícího mezi pneumatikou a vozovkou, prostřednictvím hluk snižující povrchové vrstvy vozovky představuje reálné opatření na straně zdroje (Ahammed, Tighe, 2008). Proto velmi důležitou úlohu ve snižování dopravního hluku hrají povrchy vozovek se sníženou hlučností, jelikož k efektu tiššího povrchu vozovky dochází okamžitě po pokládce. Následně emise hluku, které při styku pneumatika/vozovka nevznikají, nemusí být nákladně snižovány dalšími protihlukovými opatřeními. Tento trend v současnosti představuje moderní dopravně inženýrské řešení v silniční dopravě. Hluk pneumatika/vozovka je způsoben kombinací různých fyzikálních procesů, které rozdělujeme do několika hlavních skupin (Morgan, 2008): - nárazy a otřesy způsobené změnami interakčních sil mezi běhounem pneumatiky i povrchem vozovky, - aerodynamické procesy mezi běhounem pneumatiky a vozovkou i v běhounu pneumatiky, - adheze a drobné pohyby (micro-movement) pryžového běhounu na povrchu vozovky, - vibrace pneumatiky (Bernhard, Wayson, 2005). Podíl jednotlivých mechanismů na celkovém hluku pneumatika/vozovka se liší podle typu vozidla (osobní, nákladní, motocykl) a pneumatiky. Navíc je třeba odlišovat hluk vnitřní (uvnitř vozidla) a vnější (hluk od vozidla). Oba jsou tvořeny odlišnými způsoby a projevují se u nich jiné vlastnosti pneumatiky a automobilu jako celku. Realizace spolehlivých akustických měření je nezbytnou podmínkou pro korektní vyhodnocení vlivu povrchů vozovek na dopravní hluk. Žádná z používaných metod však není vhodná resp. praktická pro všechny aplikace a je tedy používáno vícero metod. Pro měření

20 Hluk z dopravy Křivánek, V. 20 silničního hluku, který vzniká odvalováním pneumatiky po vozovce, se v terénu při běžném provozu používají následující metody SPB (statistická metoda při průjezdu) a CPX (metoda malé vzdálenosti) v USA se využívá metoda OBSI (On Board Sound Intensity), ovšem existují i další specializované metody CP (Coast-By), CPB (Controlled Pass-By), které se používají na specializovaných drahách. Přehled je uveden v Tab Tab Metody používané pro měření akustických vlastností vozovek. Název metody SPB (Statistical Pass-By) CPB (Controlled Pass-By) CB (Coast-By) CPX (Close- ProXimity) OBSI (On Board Sound Intensity) Měření metodou SPB Princip metody Vozidla v dopravním proudu míjejí postranní mikrofon. Zjišťuje se typ vozidla, jeho rychlost a maximální hladina hluku. Za použití více než 100 osobních a 80 nákladních vozidel a následné regrese se počítá normalizovaná hladina hluku pro 50, 80 a 110 km/h (osobní vozidla), 50, 70 a 85 km/h (těžká vozidla). Podle rychlostí rozeznává 3 kategorie silničních komunikací: nízká (45-64 km/h), střední (65-99 km/h), vysoká (100 a více km/h). Výsledkem je Statistical Pass-By Index (SPBI). Vybrané automobily s vybranými pneumatikami míjejí mikrofon se zapnutým motorem. Měří se maximální hladina hluku, dále se počítá průměrná hodnota pro konkrétní rychlosti Testovací automobil s testovanými pneumatikami míjí mikrofon s vypnutým motorem při různých rychlostech. Obvykle se měří maximální hladina hluku, pomocí regrese se zjišťuje hladina hluku pro referenční rychlosti (80 km/h pro osobní, 70 km/h pro nákladní). Referenční pneumatika osazená na měřicím přívěsu taženém za automobilem (případně namontovaná na měřicím automobilu) se nechá odvalovat po testované dráze s mikrofony připevněnými v její blízkosti. Pro referenční rychlosti je zaznamenávána průměrná hladina akustického tlaku pro každý segment silniční komunikace, výsledkem je index CPXI. Podobná CPX metodě, používá však místo mikrofonů sondy akustické intenzity tj. není citlivá na okolní hluk, nepotřebuje speciální přívěs. Tato metoda je podrobně popsána v normě ISO Acoustics - Method for measuring the influence of road surfaces on traffic noise - Part 1: The statistical pass-by method (česká verze: ČSN ISO , 2000). Metoda je použitelná pro neomezovaný dopravní proud, pohybující se konstantní rychlostí, při povolených rychlostech 50 km/h a vyšších. Pro jiné jízdní podmínky, kdy dopravní proud je omezován, např. na křižovatkách a při dopravních kongescích, je však povrch vozovky méně významný. ČSN ISO popisuje SPB jako metodu porovnávání dopravního hluku na různých površích vozovek pro různé složení silniční dopravy sloužící k vyhodnocení různých typů povrchů vozovek. Určitému povrchu vozovky se přiřadí hladiny akustického tlaku, reprezentující lehká nebo těžká vozidla jedoucí zvolenými rychlostmi. Principem je současné měření maximální hladiny akustického tlaku A statisticky významného počtu jednotlivých vozidel (jsou rozděleny do 3 kategorií) při průjezdu na určeném místě vozovky spolu s jejich rychlostí ukázka je na Obrázku 1.7 (a dále pak video ukázka měření metodou SPB z terénu viz níže). Měří se pouze taková jednotlivá projíždějící vozidla, která lze jasně akusticky odlišit od ostatního silničního provozu na komunikaci. Přičemž korektních