Vědeckotechnický sborník ČD č. 06/1998
VĚDECKOTECHNICKÝ SBORNÍK ČD ROK 1998 ČÍSLO 6 Milan Hála Zapojení Českých drah, s.o., do ekologické problematiky v rámci UIC klíčová slova: zapojení Českých drah, s.o., pracovní náplň, akční kolejový plán UIC, závěry a strategické hodnocení životního prostředí v dopravním sektoru, faktory životního prostředí 1. Úvod Mezinárodní Svaz železnic (UIC) založený v roce 1922 se stal nejdůležitější organizací pro mezinárodní spolupráci mezi železničními společnostmi, a to jak počtem členů, tak i širokým spektrem oblastí své činnosti. Připomeňme jenom, že UIC má v současné době (údaje na počátku roku 1998 ze statistiky UIC Vademecum 1998) 137 členů z 5 kontinentů, z toho: 59 aktivních členů, kteří provozují železniční infrastrukturu nebo železniční dopravu v Evropě případně na tratích zapojených do evropské sítě 46 přidružených členů včetně velké části železničních společností z Asie, Afriky, Ameriky a Oceánie 32 připojených členů, což jsou podniky nebo sjednocení, kteří vykonávají doplňkovou činnost pro železnice (veřejná doprava, jídelní a lůžkové vozy atd.). UIC má podporovat spolupráci mezi železnicemi na světové úrovni a provádět činnosti, které jsou určeny pro rozvoj mezinárodní železniční dopravy. UIC udržuje a rozvíjí celkovou koherenci železničního systému po celé Evropě a vytváří rámec pro interoperabilitu, aby se zlepšila konkurenčnost železnice. Aby se dosáhl tento cíl, snaží se podporovat současný stav vývoje technologie a moderních metod řízení mezi jeho členy. UIC zastupuje zájmy železnic ve více než 40 mezistátních organizacích a obchodních sdruženích. Zastupuje železniční sektor se statutem pozorovatele ve Spojených národech. Některé otázky se týkají jen menších skupin železnic. K projednání těchto otázek byly vytvořeny geograficky orientované odborné specifické skupiny. Toto platí pro Společnost evropských železnic (CER), která zastupuje železniční podniky ve vztazích s EU a s jejími různými orgány. Milan Hála, nar. 1945, absolvent VŠCHT 1976 v Pardubicích. Specializace technická analytická a fyzikální chemie. Do r. 1988 zaměstnán na bývalém FMD, od té doby na ČD, s.o., (ÚŘ, GŘ, DOP), jako systémový specialista ve funkci hlavního ekologa ČD, koordinátor životního prostředí (ŽP) za ČD při UIC, dále jako člen výboru pracovní skupiny pro ŽP na UIC zastupuje ČD a člen pracovní skupiny pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci na UIC a člen účelové pracovní skupiny pro normy při TC 256 v Bruselu.
2. Zapojení ČD v UIC pro oblast životního prostředí Politikou životního prostředí se pro UIC a CER zabývá pracovní skupina pro životní prostředí. Tato pracovní skupina se skládá z odborníků ze 7 železnic včetně ČD a z reprezentantů UIC a CER, skupiny koordinátorů pro životní prostředí (včetně ČD), která je reprezentována odborníky ze všech železnic Evropy včetně zástupců z Japonska a schází se 1 x ročně. Koordinační činnost studií a projektů je centrálně řízena z ústředí UIC od sekce ekonomiky a životního prostředí pod vedením jejího ředitele Dr.Ing.Gunthera Ellwangera. V červnu 1996 ratifikovali generální ředitelé novou organizaci Pracovní skupiny pro životní prostředí a zejména její připojení na Pracovní skupinu pro hluk s cílem vzít do úvahy všechny politické a technické rozměry ochrany proti hluku. Práce by měla umožnit UIC a CER produkovat podklady pro společná stanoviska a argumenty při jednání s orgány, které jsou dotčeny ekologickými otázkami. Ředitelství schválilo pracovní program skupiny pro životní prostředí s následujícími prioritními úkoly: sledování politických a strategických vývojů ve vztazích k Evropské unii, CEMT (Evropská konference ministrů dopravy), UN (Spojené národy) zejména pokud se týče externích nákladů a hluku, řízení výzkumné práce na životní prostředí (např. pozemní vibrace) ve vztahu k předpisům a legislativě při jednání průzkum ekonomických a ekologických otázek, zejména spotřeby energie a znečištění stanovení pracovních nástrojů a prostředků pro podporu výměny informací a zkušeností zabezpečit roční zasedání UIC koordinátorů pro životní prostředí zpracovat každoročně statistiku na životní prostředí v železničním sektoru. ovzduší Členství ČD ve výboru pracovní skupiny pro životní prostředí, kde jsou zastoupeny takové železnice jako Francie, Velká Británie, Německo, Švédsko, Švýcarsko, Dánsko a Španělsko je třeba považovat za vysoké ocenění, kterého se dostalo přednostně ČD před jinými evropskými železnicemi. České dráhy jsou tak zastoupeny v důležité oblasti činnosti UIC, jakou bezesporu v současnosti je ochrana životního prostředí. 3. Obsah a pracovní náplň pracovních skupin UIC Z obsahu a pracovní náplně ke zmíněné problematice je možné připomenout některé nejzávažnější materiály: V říjnu 1994 bylo svoláno I. Zasedání koordinátorů životního prostředí UIC do Paříže. Předmětem zasedání bylo projednání vypracovaných směrnic s názvem Na cestu k mobilitě ohleduplné k životnímu prostředí. Obsah těchto směrnic zahrnoval řadu významných otázek ekologické problematiky, spadající přímo do činnosti jednotlivých drah - např. dráha a management životního prostředí, podchycení stavu životního prostředí, priority vztahu dráhy k životnímu prostředí, emise (odpady), analýza odpadů, zhodnocení dopadů na životní prostředí, rizika, zatížení životního prostředí metodami, vlivy železnice na kvalitu ovzduší, účinky na zdraví lidí, organizace a plánování, atd. Druhé zasedání se uskutečnilo v únoru 1996 opět v Paříži na UIC. V návaznosti na 1.zasedání byly projednány a diskutovány tyto náměty: strategické výpovědi ze zprávy INFRAS/Curych a IWW/Karlsruhe o externích efektech dopravy (UIC - projekt C 6/4), internalizace vnějších nákladů v dopravě (výsledky mezinárodní studie), znečišťování ovzduší (zpráva ze Švédska), program energie ve Švýcarsku, hluk z železniční dopravy (zpráva z Anglie - zásady pro politiku EU), přeprava nebezpečných látek po železnici v Evropě (souhrn a návrhy-německá zpráva), sanace starých ekologických zátěží na DB AG. 26
V červnu 1997 proběhlo 3. zasedání koordinátorů životního prostředí v Budapešti. Byla přednesena tato témata : * role železnic v politice životního prostředí Maďarska, strategie ochrany životního prostředí MÁV, přeprava nebezpečného zboží (zpráva SNCF), marketing životního prostředí Švédských státních železnic, politika životního prostředí Východojaponských železnic, řízení životního prostředí a systémy auditu uvnitř Německé dráhy, železnice v měnícím se světě (přednášel Stig Larson, bývalý president a generální ředitel UIC), Evropská Unie-Zelená kniha: Účinná a efektivní cenová tvorba v dopravě (přednášela Martina Priebe, expert z CER), externí účinky dopravy (přednášel Dr.Ing.Gunther Ellwanger z UIC), strategie hluku na Švýcarské železnici, kontrola vzrůstu rostlin v oblasti Německé a Švýcarské železnice. 4.zasedání koordinátorů životního prostředí proběhlo v září 1998 v Oslo. Cílem tohoto zasedání bylo projednání Deklarace UIC-Oslo, zaměřené na politické, strategické a multidisciplinární otázky životního prostředí v dopravě. Deklarace vyzývá členy UIC, aby realizovali železniční provozy, které respektují životní prostředí a ty podporovali podnikovou strategií především v oblastech redukce emisí CO 2, účinné formy užití energie a surovin, redukce hluku a vibrací, minimalizace úniku škodlivých látek do půdy, vody a ovzduší, recyklace odpadů. Pokud jde o náplň práce zmíněné 11 členné pracovní skupiny (výboru), je její aktivita zaměřena na shromažďování, rozpracování a schvalování témat pro celou oblast životního prostředí, která jsou pak ukládána pro další rozpracování ostatním pracovním skupinám (oblast hluku, znečišťování ovzduší, odpadní vody, ropné produkty, hubení plevelů, ochrana a údržba zeleně apod.). Tato pracovní skupina se schází každé 2 měsíce. Z této skupiny byl ještě vytvořen tzv. pilotní systém (řídící skupina) pro přípravu pracovní osnovy potřebné k dalšímu jednání. Vzájemné poznatky jsou koordinovány a zpětně přenášeny na ČD. Z mezinárodního pohledu a následně i z pohledu Českých drah lze konstatovat, že jak začlenění zástupce ČD jako koordinátora pro životní prostředí, tak i jeho zařazení do pracovní skupiny pro životní prostředí UIC jsou v konečné míře výsledkem aktivity práce všech pracovníků ČD, kteří na úrovni VJ, OJ, divizí a GŘ prosazují význam ochrany životního prostředí v podmínkách naší železniční dopravy. Je to také ocenění podílu ČD v rámci utváření celoevropské struktury železniční sítě na cestě do sjednocené Evropy. 4. UIC akční plán železnic z pohledu problematiky životního prostředí Akční plán UIC evropských železnic obsahuje střednědobé a dlouhodobé projekty, které byly odsouhlaseny vedením i pracovními orgány UIC k dalšímu rozvoji železnic. Akční plán UIC byl zkoncipován v nové formě v roce 1995 a byl schválen 10.října 1997. Generální cíle tohoto akčního plánu jsou: uvést celkovou vizi budoucnosti železnice do vztahu prostřednictvím strategií a akcí, které jsou zaměřeny na splnění této vize soustředit se na projekty a aktivity strategického zájmu pro rozvoj mezinárodní osobní a nákladní dopravy sloučit nejdůležitější plánované aktivity v rámci UIC do jednoho dokumentu. Skládá se ze tří hlavních částí: Část A. Scénář - ukazuje celkový scénář pro příštích 20 let a obsahuje popisy a analýzy podmínek, které v podstatě leží mimo kontrolu železnic, ale jsou důležité pro rozvoj železničních dopravců. 27
Část B. Strategie - obsahuje celkové popisy strategií a cílů železnic pro příštích 20 let to jest železniční systém, který Evropa podle mínění členů UIC potřebuje a roli příští železnice. Část C. Akce - obsahuje nejdůležitější akce UIC v posledních letech, aby se dosáhl cíl prezentovaný v části B. V části A jsou zahrnuty externí účinky životního prostředí následovně: Je známa skutečnost, že jsou značné rozdíly mezi dopravními způsoby pokud se týče tzv. negativních externích účinků. To znamená, že jakýkoliv pohyb prováděný vozidlem je potenciálně nebezpečný nejen pro osoby přímo angažované, ale také pro ostatní dopravce a pro životní prostředí. Je zřejmé, že nehody, hluk, nadměrná hustota obyvatelstva, znečištění a užití půdy musí být vzaty do úvahy mnohem více než dosud a účinky na životní prostředí musí být značně sníženy. Jiné sektory by byly schopné redukovat jejich vliv na životní prostředí, nebo alespoň upravit jej na konstantní hladinu, ale škoda na životním prostředí zapříčiněná dopravním sektorem pokračuje ke vzrůstu. Požadavek pro výrobky ohleduplné k životnímu prostředí bude se patrně v budoucnosti zvyšovat, ale pouze s podmínkou shora zmíněnou, totiž, že tyto výrobky jsou v řadě s kritériem požadavku na kvalitu a cenu. Existují tři možnosti řešení zmíněných problémů. Doprava by mohla být redukována, stávající způsoby zlepšeny nebo dopravní úkoly, které jsou prováděny méně bezpečnými nebo ekologicky neohleduplnými způsoby musí být uvedeny do souladu s legislativou. Všechny způsoby směřují na zlepšení jejich výkonu pokud se týče životního prostředí. Aby se zajistila ekologicky trvalá mobilita železničních dopravců v dlouhém období, je nutné docílit větší racionální užití dopravních způsobů, zlepšit jejich bezpečnost a snížit jejich vliv na životní prostředí. Investice do nové železniční technologie a zlepšení kvality v provozu zajistí, že železnice zůstanou ekologicky nejohleduplnější a nejbezpečnější způsob dopravy. V části B je zahrnuta ochrana životního prostředí takto: Železnice mají významné výhody v podmínkách ochrany životního prostředí. Nicméně v posledních letech dopravci-konkurenti vyvinuli značné úsilí, aby snížili svůj vliv na životní prostředí a v tomto procesu se uzavírá mezera mezi dopravci a železnicemi. Železnice proto musí neustále usilovat o dosažení pokroku v ochraně životního prostředí.. Mezi hlavní faktory, které je třeba na železnicích z hlediska životního prostředí zlepšovat, patří snižování hluku vytvářeného železničními vozy, emise škodlivin ve výfukových plynech dieselových lokomotiv. O těchto problémech bude podrobněji pojednáno v dalších příspěvcích. Železnice musí také s ohledem na aktivity silničních dopravců vyvinout trvalé úsilí pro další omezení spotřeby energie.. V rámci vize UIC uvádíme pak dvě hlavní kategorie pro hodnocení životní prostředí v dopravě: strategické hodnocení životního prostředí (SEA), hodnocení vlivu životního prostředí (EIA), přičemž SEA je termín užívaný k popisu procesu hodnocení životního prostředí pro politiku, plány a programy, EIA je termín užívaný pro hodnocení individuálních projektů. Směrnice CEMT/CM(97)18 uvádí pro dopravu SEA následující vlivy a indikátory: vliv příklady indikátorů klimatická změna emise skleníkových plynů (C0 2, CH 4, No x ) kyselost emise S0 2, N0 x, užití přírodních zdrojů spotřeba energie, užití půdy ztráta biodiversity ztráta nebo škoda úkrytu zvířat a rodů kvalita ovzduší emise nebo koncentrace látek znečišťujících životní prostředí 28
vizuální vlivy přerušení hluk nehody historická, archeologická ochrana přírody měřítko a klíčové fyzikální charakteristiky bariéry, rozsah populace v dotčených oblastech hladiny hluku, dotčený povrch, dotčené populace úmrtí a stupně poranění poznané prostory a oblasti důležitosti 5. Závěr Přestože železnice bezesporu patří mezi ekologicky nejšetrnější druhy doprav, musí i ona plnit náročné úkoly vyplývající z celé řady nových právních předpisů a norem v ochraně životního prostředí, které byly u nás přijaty převážně po roce 1990 a korespondují s legislativou EU díky i našemu aktivnímu zapojení se do řešení této problematiky v rámci UIC. Literatura : (1) Ochrana ovzduší před znečišťujícími látkami, zákon č. 309/1991 Sb., v úplném znění zákona č. 211/1994 Sb (2) Zákon o odpadech č. 238/1991 Sb., ve znění zákona č. 300/1995 Sb.a nový zákon o odpadech č. 125/1997 Sb., s účinností od 1.ledna 1998 (3) Růžička, J. : Prevence proti únikům ropných látek do vod. Zpráva ve Sborníku ČSVTS 1987 (4) Larsen, S. : UIC Rail Plan, Scenario - Strategy - Action, Paris, October 1997 (5) Report and conclusion on strategy environmental assesment in the transport sector CEMT/CM (97) 18, 21.3.-24.3.1997. Praha, květen 1998 Lektoroval : Ing. Jan Hlaváček VÚŽ Praha oddělení dynamiky kolejových vozidel 29
VĚDECKOTECHNICKÝ SBORNÍK ČD ROK 1998 ČÍSLO 6 Jaroslav Horký, Bohumil Boček Cesty k informacím pro výrobce a přepravce nebezpečného zboží klíčová slova: přeprava nebezpečného zboží, informační zdroje, identifikace látek, bezpečnostní datové listy 1. Úvod Předpisy pro přepravu nebezpečných látek v České republice staví řadu podniků před složitou situaci - jakým způsobem zajistit všechny informace, potřebné pro předpisové vybavení zásilek. V tomto příspěvku jsou popsány některé z dostupných informačních zdrojů, především ve vztahu k železniční dopravě. Řada z nich byla využita při zpracování báze dat nebezpečných látek MEDIS-ALARM firmy Medistyl, která je formou multilicence využívána řadu let v rámci Českých drah. Údaje, které jsou do této báze dat zahrnuty, jsou v textu označeny (MSA). 2. Zdroje informací pro "bezpečnostní datové listy" Číslo k označení nebezpečí - Kemlerův kód (MSA) K základnímu označení patří údaje na oranžových označeních, kterými musí odesílatel označit vozy se zbožím ve volně loženém stavu, kotlové vozy, bateriové vozy, vozy s odnímatelnými cisternami, nádržkové kontejnery a malé nebo velké kontejnery se zbožím ve volně loženém stavu, převážející nebezpečné látky. Může pak toto označení rovněž umístit na vozy, obsahující zásilku kusů jednoho a téhož zboží. Horní číslo, číslo k označení nebezpečí nebo tzv. Kemlerův kód opisuje základní vlastnosti látky, a jeho podrobné vysvětlení je uvedeno v bodě 1801 Řádu RID / Zvláštních podmínek PNZ. Např. 336 znamená velmi hořlavou jedovatou látku, předřazení písmene X znamená, že hašení vodou je možné jen se souhlasem znalce. Ing. Jaroslav Horký, narozen v r. 1955 v Praze, v r. 1980 absolvoval Vysokou školu chemicko-technologickou v Pardubicích, obor ekonomika a řízení. Specializuje se na využívání strojových bází dat a databázových sítí. Od roku 1980 pracoval v informačním středisku VÚSPL v Pardubicích, od roku 1988 v Ústřední informační službě chemie (VÚTECHP-ÚISCH) a od roku 1991 ve společnosti MEDISTYL. Ing. Bohumil Boček, narozen v r. 1944 v Havlíčkově Brodě, v r. 1968 ukončil Vysokou školu chemickotechnologickou v Praze, obor makromolekulární chemie, v letech 1968-70 absolvoval postgraduální studium na McGill University v Montrealu. Pracoval v Ústavu makromolekulární chemie ČSAV, Výzkumném a racionalizačním ústavu průmyslu papíru a celulózy, v Ústřední informační službě chemie a od počátku roku 1992 pracuje ve společnosti MEDISTYL.
Číslo k označení látky - U N - číslo (MSA) Údajem v dolní části oranžového označení je tzv. číslo k označení látky neboli UN-číslo (často označované též jako UN-kód) - čtyřmístné přírůstkové číslo v registru nebezpečných látek OSN pro více než 3000 položek. Samostatný kód má většina látek (např. 1061 Methylamin bezvodý), ale též některé definované směsi (např. 1060 Methylacetylen/ Propadien, stabilizované směsi). Látky s obdobnými vlastnostmi mají souhrnné UN-číslo (např. 1564 pro různé sloučeniny barya). Samostatná UN-čísla jsou navíc přiděleny látkám blíže nespecifikovaným, patřícím však svými vlastnostmi do určité skupiny ( např. 1760 Látky žíravé, kapalné, jinde neuvedené, kam patří např. 2-ethylhexylakrylát, triamylamin, kyselina valerová a další). Hlavním zdrojem UN-čísel jsou předpisy pro přepravu nebezpečných látek OSN, tzv. Orange book (Recommendations on the Transport of Dangerous Goods). Z ní vychází předpisy pro jednotlivé druhy přepravy - kromě Řádu RID, ADR dále DGR IATA pro leteckou, IMDG pro námořní a ADN (ADNR) pro říční přepravu. Třídy (MSA) Dalším důležitým údajem pro přepravu nebezpečných látek je správná klasifikace, tj. tzv. třída, číslice a písmeno, uvedené v přepisech pro jednotlivé druhy přepravy. Látky jsou rozděleny do 13 tříd, např. tř.6.1 = jedovaté látky, tř. 8 = žíravé látky apod., každá z nich je rozdělena pod dlouhou řadu tzv.číslic (např. tř.6.1, čísl.11 : - jedovaté látky, - organické látky s bodem vzplanutí 23 C nebo vyšším nebo nehořlavé organické látky, - látky obsahující dusík, s bodem vzplanutí od 23 C do 61 C a dále u každé číslice ještě pod tzv. písmeno a, b, c podle stupně nebezpečí. Mezinárodní předpisy jsou pravidelně aktualizovány, k velkým změnám v zatřídění látek došlo např. pro silniční a železniční dopravu v roce 1993, 1995 i 1997. Další změny přinese rok 1999. Aktuálnost informací je v tomto případě velmi významná. Společnost MEDISTYL je konzultačním pracovištěm Českých drah pro oblast předpisů pro přepravu nebezpečných látek. Má k dispozici vždy aktuální údaje, které zařazuje do své báze dat MEDIS-ALARM. Tato aktuálnost je významná též pro silniční přepravu, jejíž vnitrostátní předpisy vycházejí tiskem zpravidla o několik měsíců později, než vstupují v platnost. 3. Další údaje pro nehodové listy Ke správnému vyplnění tzv. nehodových listů patří i další, vesměs slovní údaje. Kromě identifikačních údajů výrobce sem patří zvláště základní údaje o vlastnostech látek, zvláště ve vztahu k možným rizikům, ochranné prostředky a opatření v místě havárie, hasicí prostředky a pokyny pro první pomoc. Všechny tyto údaje jsou k dispozici v bázi dat MEDIS-ALARM, jakož i zahraničních informačních zdrojích, např. velmi podrobně v americké bázi dat Hazardous Substances Data Bank v databázovém centru STN International Karlsruhe, jež je přístupné na řadě pracovišť u nás, v tištěné nebo počítačové verzi (na optickém disku CD-ROM) německé báze Hommel Handbuch der gefährlichen Güter, v bázi Chemical Hazards Response Information System na CD-ROM a jiných. Některé z dostupných informačních zdrojů budou popsány ještě dále. Zpřístupňováním informací ze zahraničních databázových center (zvláště STN International Karlsruhe) se zabývá např. firma MEDISTYL, distribuci bází dat na CD-ROM discích zajišťuje např. firma ALBERTINA ICOME PRAHA a další. Velmi podrobné údaje jsou v poslední době požadovány pro vyplnění tzv. bezpečnostních listů (Material Safety Data Sheets). Jejich struktura vychází z předpisu zemí evropských společenství 91/135/EEC. Je známo, že řada podniků v ČR (např.spolana Neratovice, Moravské chemické závody Ostrava a jistě i řada dalších) má výborně zmapovány své látky a má k dispozici velké množství údajů o jejich vlastnostech a účincích. Někteří výrobci, resp. přepravci však získávají potřebné informace s většími problémy. U nás ani v zahraničí není povinné vyplnit všechny údaje ve formuláři - u neznámých vlastností se zpravidla uvádí, že informace není 32
dostupná. To však nijak nesnižuje požadavek, aby výrobci i přepravci znali pokud možno co nejvíce informací o látkách, s nimiž manipulují. Pro větší přehlednost jsme jednotlivé údaje rozdělili do pěti skupin. První skupinu údajů pro bezpečnostní listy by měli znát nejlépe sami výrobci. Patří mezi ně: - obchodní název látky a identifikaci výrobce - chemické složení, včetně vzorce dané látky, resp. údaje o přísadách apod. Druhou skupinu údajů tvoří kódy a identifikační údaje, které jsou uvedeny v různých katalozích a rejstřících a částečně též v předpisech pro přepravu nebezpečných látek. Patří sem výše zmíněný Kemlerův kód a UN-kód i klasifikace ADR, RID (případně IATA, IMDG, ADNR). Dalším významným údajem je registrační číslo Chemical Abstracts (RN CAS). Registrační číslo CAS (MSA) je údaj, kterým je jednoznačně identifikováno cca 17 milionů látek. Systém propracovaný v americké Chemical Abstracts Service je využíván stále větším počtem světových producentů bází dat a informačních systémů. Vzhledem ke své všeobecně uznávané spolehlivosti z hlediska kontroly a identifikace látky jsou reg.čísla CAS stále více používána i v bezpečnostních listech a dalších materiálech při manipulaci s látkami. Registrační číslo CAS může být zároveň můstkem do dalších informačních systémů pokud je nutno doplnit informace např. o výrobcích dané látky, včetně adres, o výrobních kapacitách a velikosti produkce, spotřebě a její struktuře apod. I producenti informačních systémů tohoto typu zpravidla používají reg.číslo CAS k identifikaci látky a současně jako vyhledávací prvek. Jeho struktura je např. 71-43-2 (benzen), je přiřazováno přírůstkově a samo o sobě nevypovídá nic o vlastnostech látky. Zdrojů registračních čísel CAS je celá řada. Objevují se ve většině firemních katalogů (FLUKA, Aldrich, SIGMA apod.) a v různých rejstřících. Nejspolehlivější jsou však přímo v informačních materiálech jejich tvůrce, tj. Chemical Abstracts Service - v ročních i kumulativních rejstřících Chemical Substance Index nebo Formula Index, i v tzv. průvodci mezi rejstříky Chemical Abstracts, tzv. INDEX GUIDE. Báze dat REGISTRY, přístupná našim uživatelům informací prostřednictvím nabídky STN International, umožňuje vyhledat reg.číslo CAS konkrétní látky či naopak vyhledat látku, jíž patří určité registrační číslo. Navíc tato báze uvádí anglická synonyma, vzorec, počet citací v Chemical Abstracts od roku 1957 a výčet bází dat, v nichž je daná látka zpracována. Stále roste i význam dalšího identifikačního údaje, jímž je EINECS-kód. EINECS - kód (MSA) Velmi podrobným systémem registrace látek je rovněž evropský EINECS (European Inventory of Existing Commercial Chemical Substances), zpracovaný na základě rozhodnutí komise EHS č.81/437 ze dne 11.5.1981 a postupně rozpracovávaný dalšími předpisy příslušné komise Evropských společenství, naposledy v roce 1993. Zatímco v předpisech pro přepravu nebezpečných látek je výslovně uvedeno jen několik málo tisíc látek (ostatní jsou zařazovány do tříd s označením vlastnosti dané látky a výrazem "jinde neuvedené"), systém EINECS jich zahrnuje již více než 100 tisíc. Jde prakticky o všechny chemické látky, s nimiž bylo obchodováno v zemích Evropských společenství od roku 1971. První pracovní verze seznamu byla uveřejněna v roce 1987 (tzv. ECOIN) a od té doby je průběžně aktualizována a doplňována. Význam kódu EINECS poroste jistě i z toho důvodu, že látky nezařazené do seznamu jsou považovány za neznámé a jejich dovoz do zemí Evropské unie je zakázán. Kódy EINECS se začínají objevovat v některých firemních katalozích (např. FLUKA). V zahraničí jsou dostupné jako samostatný soubor na optickém disku CD-ROM (EINECSplus-CD), jsou však např. i součástí báze dat CHEMLIST, jež je přístupná v STN International. Dalším důležitým kódem jsou tzv. R,S-věty. 33
R,S - věty (MSA) R, S - věty (tzv.risk and Safety Phrases) jsou kódy,označující nebezpečí a doporučující ochranná prostředky a opatření v případě havárie, vycházející z předpisů zemí EHS č.67/548 a č.83/467 a v současné době jsou součástí výše uvedeného předpisu komise Evropských společenství z roku 1993. Jednotlivé vlastnosti jsou označeny číslem (např. R 36 - látka dráždí oči) nebo jejich kombinací (např. R 36/37 - látka dráždí oči a dýchací systém, S 36/37 - používejte ochranný oblek a rukavice apod.). R- věty a S-věty jsou součástí většiny firemních katalogů a rejstříků. Jejich nová verze je zatím k dispozici přímo v materiálech Evropské unie (EU). V materiálech Evropské unie (včetně návrhu z roku 1993) se objevuje i další registrační číslo, tradičně označovaný jako kód EEC. Kód EEC je dalším registračním číslem, vycházejícím z informačního systému zemí Evropských společenství. Jeho struktura je např. 608-003-00-4 (akrylonitril). Kódy EEC (nebo též EG, EU) jsou k dispozici opět nejlépe přímo v materiálech Evropské unie. Někdy je požadováno též registrační číslo RTECS. Registrační číslo RTECS (MSA) je pořadovým číslem látky v systému americké NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health), který je v databázové i tištěné verzi označován jako Registry of Toxic Effects of Chemical Substances (dříve Toxic Substances List) a který zahrnuje podrobné údaje o toxicitě více než 110 tisíc látek, včetně léčiv, agrochemikálií a dalších látek, významných z obchodního hlediska. Číslo má strukturu např. UX2800000 (Pyrogallol) I toto označení se objevuje v různých katalozích a rejstřících, nejspolehlivější je však opět přímo v materiálech producenta NIOSH - v tištěných či počítačových - v bázi dat na CD-ROM discích i online (např. v STN International). Třetí skupina údajů obsahuje základní vlastnosti látek, způsoby hašení a opatření v případě havárie, včetně používaných ochranných prostředků a zdravotních účinků - zpravidla v členění podle zasažení dýchacích cest, kůže, očí a při polknutí, včetně pokynů první pomoci, účinků na životní prostředí a metod likvidace zbytků látky, příp. speciální požadavky na podmínky přepravy a skladování. Tento druh informací je pro cca 2000 látek k dispozici v bázi dat MEDIS-ALARM. Přímo ve struktuře bezpečnostních listů a většinou ještě podrobněji jsou tyto údaje k dispozici v systému bází dat Material Safety Data Sheets (MSDS), přístupných v STN International. Největší a nejznámější z nich je MSDS-OHS z produkce americké Occupational Health and Safety (OHS), jež obsahuje údaje v angličtině o více než 90 tisících látkách. Poněkud méně rozsáhlá je báze dat MSDS-CCOHS, produkovaná v Canadian Centre for Occupational Health and Safety. I v ní je dodržována struktura bezpečnostních listů, ale obsahuje pouze popis 65 tisíc látek, a to částečně ve francouzštině. To se hodí v případě. že cílovým nebo transitním místem přepravy je Francie. Souhrnná informace v komprimované formě je zařazena do báze dat MSDS-SUM a speciálně na pesticidy je zaměřena báze dat MSDS-PEST. Zdrojem těchto informací v němčině je např. Gefahrgut - CD-ROM na optickém disku firmy Springer Verlag, zahrnující mimo jiné Hommel Handbuch der gefährlichen Güter. Americké báze dat Hazardous Substances Data Bank (snadno dostupná a cenově přijatelná v STN International) a Hazardline (BRS Technologies) aj. zahrnují kromě havarijních aspektů též dlouhodobé účinky látek v pracovním prostředí. Čtvrtou skupinu údajů tvoří fyzikálně-chemické a požárně-technické vlastnosti, které přímo ovlivňují bezpečnost přepravy látky a některé z nich (např. bod varu, bod tání, teplota vzplanutí, tenze par) slouží i k zatřídění v rámci systémů pro přepravu nebezpečných látek ADR, RID a dalších. 34
Tyto údaje by opět měli přesně znát výrobci daných látek. Pro čisté látky jsou však k dispozici v nejrůznějších tabulkách, knihách a faktografických bázích dat. Přímo na hořlavé látky a jejich směsi je zaměřena báze dat CHEMSAFE, která uvádí číselné údaje, včetně citací primárních pramenů. Většinu údajů lze najít i v jiných informačních zdrojích, avšak velký význam má např. při hledání informací o mezích výbušnosti, které jsou v různých zdrojích (i podle metody stanovení) uváděny různě. Pátou skupinu údajů tvoří toxikologické, resp. ekotoxikologické údaje - hodnoty akutní toxicity, LD50 a LC50 pro teplokrevné i vodní organismy, známé účinky na zvířata i člověka, hodnoty subakutní toxicity, účinky na životní prostředí, hodnoty chemické a biologické spotřeby kyslíku (COD, BOD5) aj. V omezené míře jsou tyto údaje k dispozici v bázích MSDS. Řada z nich je uvedena též v bázi Hazardous Substances Data Bank, a to včetně citací primárních pramenů. Více číselných údajů k hodnotám LD50, LC50 a informací o karcinogenitě a mutagenitě obsahuje báze dat Register of Toxic Effects of Chemical Substances (RTECS - v STN International). Řadu výsledků měření o účincích chemických látek na teplokrevné má k dispozici Centrum ekologie a toxikologie - CETA, resp. její součást TOXILA v Pardubicích-Rybitví, kde mají i potřebné laboratorní zázemí. 4. Závěr Pro bezpečnou přepravu chemikálií je zapotřebí znát řadu údajů. Naštěstí ani informačních zdrojů není málo. V tomto příspěvku byly zmíněny zvláště báze dat MEDIS-ALARM, předpisy pro přepravu nebezpečných látek a některé báze dat STN International. Jen letmo byly zmíněny báze dat na optických discích CD-ROM, které patří zvláště v oblasti toxikologie rovněž k významným informačním zdrojům. V nabídce zahraničních databázových center je i mnoho dalších informací, nezbytných pro výrobce chemikálií - např. vědeckotechnické informace a patenty o daných látkách, údaje o výrobcích, jejich kapacitách a velikosti produkce, struktuře spotřeby na světových trzích a takto bychom mohli pokračovat dále. Nejširší rozsah v uvedených problémových okruzích má databázové centrum STN International, jehož zástupcem pro Českou republiku a Slovensko je firma Medistyl. Každopádně je možno tvrdit, že informací je k dispozici velké množství a cesty k nim jsou většinou schůdné. A pokud by někdy nebyly, mohou se pokusit Vám je prošlápnout autoři tohoto příspěvku. V Praze, září 1998 Lektoroval: Stanislav Hájek ČD DOP odbor přepravy 35
VĚDECKOTECHNICKÝ SBORNÍK ČD ROK 1998 ČÍSLO 6 Jan Hlaváček Protihluková a protivibrační opatření používaná v evropské železniční síti klíčová slova: hluk, vibrace, železnice. Úvod Vzrůstající zájem veřejnosti, státních orgánů i orgánů Evropské Unie o podmínky životního prostředí působí i zvýšený zájem o železniční dopravu a její dopady na životní prostředí. Zvláštní zájem je věnován hluku a vibracím způsobenými železničním provozem. Konkurenceschopnost železnice vzhledem k jiným formám dopravy je zvýšena zejména schopností zprostředkovat přepravu přímo z center populace a obchodu. V těchto hustě urbanizovaných oblastech je často nutno vést železniční trati hustě obydlenou infrastrukturou. Vlivem provozu vznikají vibrace v pásmu 30-200 Hz, které způsobují zpětně vyzářený hluk v budovách, jenž nazýváme hluk šířící se zemí, kdežto v pásmu 2-80 Hz jsou to vibrace šířící se zemí. Dominantním zdrojem hluku šířící se vzduchem při jízdě vozidla po železniční trati je "hluk valení". Tvrzení, že při vysokých rychlostech nad 200 km/h se stává dominantní aerodynamický hluk se měřením neprokázalo. Je prokázáno, že 80 % akustické energie je vyzářeno ve výši do jednoho metru nad kolejnicí. Omezení nebo snížení hlukových emisí je nejúčinnější u zdroje. Z tohoto důvodu by nejrůznější protihluková opatření měla být aplikována především na vozidlo a trať. Bohužel nejpoužívanější v současné praxi jsou stavby protihlukových bariér, které jsou nejnákladnějším řešením a často i málo efektivním. Během výstavby koridoru se ukázalo, že problém hluku šířícího se vzduchem a vibrací přenášených zemí k blízké infrastruktuře je též častou příčinou stížností obyvatel a tím i negativní reakce příslušných orgánů při povolovacích řízeních. Cílem tohoto článku je podat přehled informací o používaných opatřeních ke snížení hluku šířícího se vzduchem, vibrací a zemního hluku z povrchových tratí. Omezující opatření může být aplikováno na různé části systému. Přímo na vlaku, potom na svršku, spodku, přenosovou cestu, základy budov a konečně přímo v budovách. Jan Hlaváček Ing. 1944, ČVUT - Fakulta elektro - Technická kybernetika - Měřící technika. Zaměření: Měření hluku, vibrací, dynamiky kolejových vozidel. Člen hlukové a vibrační poradní skupiny ERRI. Člen protihlukové a protivibrační komise ČD.
Protivibrační opatření aplikované na vlakové soupravy jsou většinou totožné s protihlukovými aplikacemi. Zvláštní kapitolou jsou protihlukové a protivibrační opatření aplikovaných v osobní přepravě ke snížení vnitřního hluku a vibrací a zvýšení jízdního komfortu. Některé metody pro snižování vnitřního hluku kolejových vozidel Obecné metody a postupy ke snižování vnitřního hluku ve vozidlech jsou dobře zmapované vagónovým průmyslem a zvýšení jízdního komfortu nižšími hladinami interního hluku a vibrací jsou důležitou součástí lepší konkurenceschopnosti jednotlivých výrobců. Velikost útlumového ztrátového činitele, přeměna akustické nebo vibrační energie na tepelnou, to jsou obecně platné principy a používají se ve všech aplikacích. Důležitá je právě účinnost těchto materiálů, cenové relace a ostatní vlastnosti, které si vyžaduje bezpečnost provozu (nehořlavost, škodlivé zplodiny a podobně). Zde je možno se krátce zmínit o některých vysoce progresivních materiálech vyvinutých v poslední době. Isolační materiál RESONAFLEX je materiál použitelný na vnitřní isolaci v kolejových vozidlech. Je nehořlavý, použitelný do teplot 60 C. Vyrábí se též v provedení RESONAFLEX-ALU potažený aluminiovou folií. Je vodovzdorný. Kromě tepelné isolace má též vynikající akustické vlastnosti. Materiál má voštinovou strukturu a velikost vnitřních komůrek určuje frekvenční pásmo, ve kterém tyto komůrky fungují jako Helmholtzovy oscilátory, čímž signifikantně zvyšují útlumový ztrátový činitel materiálu. Materiál se dodává v deskách 1 x 1 m v tlouštce 20-100 mm. Cena za metr krychlový cca 600.- DM. Tento materiál je též použit v jednotkách ICE. V železničních aplikacích se často používají následující materiály od firmy Teroson - Henkel. Teroform-2811/2812 je termoplastický materiál vyrobený z nevulkanizované syntetické gumy s vysokou hustotou a plasticitou. Vyrábí se v samolepící úpravě v tlouštce 2-3.3 mm. Poskytuje dobrou ochranu proti hluku šířícím se vzduchem. Je použitelný na ocel, ocelové desky, hliník, umělé hmoty. Neposkytuje antikorozní ochranu a není vhodný do trvale mokrého prostředí a do vnějšího prostředí. Terotex-218 je krycí materiál na bázi kompositních materiálů, rozpustný vodou, nanáší se stříkáním. Schne v pokojové teplotě nebo vyšší (až 70 C). Materiál se používá na krytí spodku kolejových i jiných vozidel. Má určité akustické isolační vlastnosti, neposkytuje antikorozní ochranu. Dodává se v různých barvách. Terophon-112 DB je krycí antivibrační a antihlukový nátěr, nanášený stříkáním nebo nátěrem. Je nízkohořlavý (třída B), šetrný k životnímu prostředí neobsahuje toxické látky, těžké kovy a azbest. Terophon-123 WF je materiál podobných vlastností jako Terophon - 112 DB a navíc je vodovzdorný. Isolační a krycí materiály pro tyto účely jsou samozřejmě k disposici i od jiných výrobců. Protihluková a protivibrační opatření aplikovaná na vozidlo Optimalizace tvaru kola - Optimalizací tvaru kola je možno dosáhnout minimální vlastní hlukové i vibrační emise kola. Toho je možno dosáhnout několika přístupy. Jedním z nich je osová symetrie kola (přímý kotouč, dovážení nesymetrie okolku). Dále platí zásada, že čím menší průměr kola, tím je menší vyzařovací plocha a třetí zásada je, že čím je tlustší kotouč, tím je emisní spektrum na vyšší frekvenci (i mimo slyšitelné pásmo). Tyto aplikace byly ověřeny v rámci různých projektů ERRI, dosažitelné snížení emisí je do 2 db (optimalizací tvaru), ale až 10 db (kolo o průměru 540 mm se zesíleným kotoučem - kola Powell Duffryn, nebo DBAG). Ve většině případů, kromě kol s extrémně malým průměrem, prozatím neexistují jako běžná nabídka vagónového průmyslu. Protihlukové absorbéry na kolo - Aplikací protihlukových absorbérů přidáme hmotnost a zvýšíme tlumicí koeficient, tím se jednak sníží vyzařování a jednak přesune do vyššího frekvenčního pásma. Nejefektivnější je využití laditelných absorbérů, které jsou naladěny na jednu nebo dvě resonanční frekvence, takže se resonanční špičky roznesou do širšího pásma. Dosažitelný útlum je kolem 6 db. Existuje několik výrobců, kteří nabízejí dvojkolí vybavené absorbéry (např. ŽDB - Bohumín). Stínicí kryty na kolo - Použití stínicích krytů je obecně nepříliš účinné. Zejména záleží na připevnění, aby po případném uvolnění kryt neprodukoval další přídavný hluk. Co se týče útlumu, nejsou známy konkrétní čísla. Vhodné nanejvýš jako doplňkové opatření. Protihluková opatření aplikovaná na trať 38
Kolejnicové podložky - Pružné kolejnicové podložky s definovanou tuhostí jsou jednou z aplikací, která snižuje úroveň hlukových emisí. Tuhost podložky musí být taková, aby přenos energie z kolejnice do pražce byl rovnoměrný. Kolejnice a pražec musí zářit rovnoměrně. Tím se dosáhne optimální varianty bez výrazných špiček ve spektru. Příliš měkké podložky způsobí, že kolejnice vyzáří většinu energie a příliš tuhé podložky přenesou většinu energie na pražec. Optimální tuhosti se blíží podložky užívané na SBB. Podložky užívané na DBAG jsou příliš měkké, ale tam jsou zase účinky protivibrační. Útlum činí kolem 2-3 db, ale je silně závislý na rychlosti. Otázka použití kolejových podložek není definitivně vyřešena. Kolejnicové absorbéry - Podobně jako u absorbérů na kola, přidáním hmoty a zvýšením tlumícího koeficientu dosáhneme rychlejšího utlumení podélné vlny v kolejnicovém pásu. Existuje několik průmyslově vyráběných aplikací. Používají se tam, kde je v blízkosti silně obydlená infrastruktura ve stanicích, podél nástupišť a podobně. Deklarovaný útlum 3-4 db je nutno brát s reservou. Příspěvek jednotlivých optimalizačních prvků nelze prostě sčítat. Uděláme-li příliš tiché vozidlo, stane se dominantní trať a naopak. Na problém je nutno nahlížet komplexně. Protihluková opatření aplikovaná mezi trať a příjemce Protihlukové bariéry - Nejčastěji používané protihlukové zařízení, nejnákladnější, ale mnohdy jedině možné. Používají se nejrůznější materiály, tvary a velikosti. Základní dělení je s reflexním odrazným povrchem a absorpčním povrchem. Účinnost, neboli ztrátový činitel se obecně posuzuje na základě poměru mezi přímým spojením mezi zdrojem a příjemcem a spojením přes vrchol bariéry. Nízké protihlukové bariéry těsně u trati - Tato aplikace se ukázala jako málo účinná a neefektivní. Nízké bariéry s reflexním povrchem vykazovaly v některých případech dokonce nárůst hlukové hladiny vlivem několikanásobných odrazů. Určitou účinnost měly pouze bariéry s absorpčním povrchem, a to ještě ve spojením s absorpčním povrchem na spodku vozů. Opatření na budovách - Isolace oken, zdí a podobně, kde se to ukáže efektivnější. Aplikace tam, kde je řídká infrastruktura, malý počet obyvatel. Protivibrační opatření Rozsah je omezen na opatření aplikovaná na trať a dále. V následujícím přehledu je vždy uvedeno i stručné zhodnocení efektivnosti aplikace z dostupných dat. Tloušťka štěrkového lože - Změny tloušťky štěrkového lože mění jeho vertikální tuhost. Teoreticky vypočtené hodnoty při porovnání tloušťky štěrkového lože 150 mm oproti 600 mm ukazují průměrný ztrátový činitel kolem 5 db s výraznějším útlumem na 20 Hz. Naneštěstí naměřené výsledky s predikovanými nesouhlasí. Můžeme konstatovat, že tloušťka kolejového lože i s akustickými účinky dohromady není jako protivibrační podstatná. Kromě toho při přílišné tloušťce kolejového lože by mohly vzniknout potíže se stabilitou a údržbou. Tuhost kolejnicových podložek - Měkké podložky, nebo speciální pružné upevnění kolejnic může snížit velikost vybuzených vibrací. V současnosti je toto řešení většinou používáno k ochraně štěrkového lože před vibracemi a ke zlepšení jízdního komfortu na tratích s velmi tuhým podložím. Predikované výsledky ukazují průměrné zeslabení kolem 5 db mírně se zvyšující v oblasti kolem 20 Hz až na 10 db. Na druhé straně bylo měřením prokázáno, že toto opatření má za následek vyšší hladiny venkovního hluku i hluku šířícího se zemí. Kontinuálně podepřená kolej a vzdálenost mezi pražci - Zejména na nízkých frekvencích je standardní pražcové upevnění důležitým mechanismem parametrického buzení vibrací s frekvenční závislostí na rychlosti a vzdálenost mezi nápravami projíždějících vozidel. Bylo vyvinuto a odzkoušeno několik variant kontinuálně podepřené trati. Jedno ověřovací měření bylo realizováno na trati DBAG poblíž Augsburgu. Trať byla modifikovaná panelová trať, podepřená mezi upevňovacími místy. Naměřené výsledky nevykázaly prokazatelné zlepšení. Existují komerčně dodávané systémy "Ortec" a "Edilon" nebo systém "Pandrol" používaný nejvíce v metru. (Ankara, Hong-kong, Istambul,). Jiný systém podobného typu nazývaný "PACK" byl vyvinut asi před dvaceti lety ve spolupráci s BR. Tento přehled nezahrnuje hodnocení nižší ceny přímo pokládané trati, nicméně existují studie dokazující, že tento typ trati má horší vlastnosti ohledně zpětně vyzářeného hluku než klasická trať se štěrkovým ložem. Na druhé straně menší opotřebené oběžných ploch a nepřítomnost periodického buzení způsobí redukci na nízkých frekvencích. Snížení zpětně vyzářeného hluku může být dosaženo vhodným odpružením kolejnice. 39
Existuje ještě tzv. žebříkové uložení pražců. Návrh konstrukce sestává s kontinuálních podélných pražců spojených železem, podobně jako u bi-blokových pražců. Tento typ pražců může být aplikován na trať s normálním štěrkovým ložem nebo na pružné uložení bez štěrkového lože. Vyjdeme-li z počátečních premis, tak zmenšení vzdálenosti mezi pražci může působit podobně jako kontinuálně podepřená trať. Odpružené (obuté) pražce - Podložení pražce elastickým povrchem může být realizováno na trati se štěrkovým ložem i bez něho. V případě bez kolejového lože je pružná podložka hlavní elastický komponent určující relativní pohyb trati pod projíždějícím vlakem. Toto řešení se poměrně často využívá v tunelech. Na povrchové trati je zde problém odolnosti proti vodě a v zimních podmínkách voda v podložkách mrzne. Při uložení na štěrkové lože i při použití bez štěrkového lože (systém "Modurail") je možno pozorovat signifikantní snížení hladin vibrací, ovšem pouze na vyšších frekvencích. Nevýhodou jsou zvýšené vibrace samotného pražce, zejména na trati se štěrkovým ložem, což opět vede ke zvýšeným hladinám venkovních hlukových emisí. Pražce s vnitřním tlumením - Nevýhody předešlého řešení by odstranil návrh pražce nové konstrukce, jenž by měl zabudovány vnitřní tlumicí prvky v sendvičové konstrukci. Rohože pod štěrkové lože - Rohože pod štěrkové lože byly v minulosti poměrně často používaný prostředek pro snížení vibrací. Jedním z důvodů byla poměrně nízká cena. V některých případech nastaly problémy s kvalitou trati a rychlejší degradací geometrické polohy koleje. Velmi důležité jsou ověřovací laboratorní zkoušky životnosti těchto rohoží. Efektivní použití rohoží pod kolejový svršek velmi závisí na parametrech podloží. Podle kvality podloží je nutno doladit správné parametry rohože (tuhost, tloušťka, velikost ok, a pod.). Vždy by mělo být zkoumáno dynamické chování systému, kvůli stabilitě trati. Existuje množství průmyslově dodávaných rohoží od různých firem (Sylodyn, Sylomer a pod.). Podle naměřených i vypočtených hodnot nejvyšší ztrátový činitel kolem 20 db je na vyšších frekvencích kolem 60 Hz, kdežto na nízkých frekvencích asi 20 Hz může vibrace dokonce zesilovat (5 db). Panelová trať - Obecně lze předpokládat snížení vibrací vlivem vyšší tuhosti konstrukce a přesnějšího upevnění kolejnic. Lze očekávat menší buzení způsobené valením kola/kolejnice. Nebylo ještě stanoveno optimální odpružení spodku a ostatní vedlejší parametry pro dosažení maximální efektivity. Teoretické studie indikují snížení vibrací na nízkých frekvencích, ale zvýšení vibrací na vyšších frekvencích. Nový typ panelové trati na štěrkovém loži je v současné době instalován na trati DBAG Karlsruhe - Basel. Tento typ panelové trati (System Grotz) je vhodný i pro měkké podloží, štěrkové lože a umožňuje použití rohoží pod kolejové lože. Při této konstrukci lze očekávat útlum vibrací v průměru více než 10 db v celém frekvenčním pásmu, bez dodatečného zvýšení venkovních hlukových emisí. Plovoucí panely a ostatní systémy s odpruženou hmotou - Systémy odpružených hmot s resonanční frekvencí 5-6 Hz bývají použity v tratích metra. Na povrchové trati byl použit při stavbě vysokorychlostní trati v Jižní Koreji, ale žádné výsledky nejsou k disposici. Teoreticky dosažitelný ztrátový činitel je 10 db pro frekvence nad 16 Hz a může dosáhnout až 25 db na frekvenci 125 Hz. Ztužení půdy včetně tzv. vlnových impedančních bloků - Pro ztužení nebo zpevnění podloží se dají použít různé metody. Aplikace vápna smíchaného se zemí. Dosáhneme lepší kompaktnosti podloží. Možnost použití asi do hloubky 0.5 m. Vápenné injekce. Použitelné do větší hloubky. Proud vápenné kaše. Zpevnění povrchu, zabránění erosi. Možno použít i cementovou kaši. Tyto aplikace se používají pro zpevnění a vysoušení podloží. Zvýšením tuhosti podloží dosáhneme účinnosti na nízkých frekvencích 4-31.5 Hz. Ztrátový činitel do 12 db. V literatuře je často zmínka o tzv. "vlnových impedančních blocích" (WIB). Ale žádná praktická aplikace s naměřenými výsledky není známa. Teoreticky je aplikace těchto elementů velmi závislá na konkrétních parametrech půdy, kde by tyto bloky měly být instalovány. V každém případě je nutná podrobná analýza. Nejpříhodnější aplikace by asi byla pro zpevnění podloží s velmi měkkou půdou. Příkopy - Účinnost těchto opatření je limitována místními geologickými podmínkami a na oblast v těsné blízkosti příkopu. Příkopové bariéry mohou být prázdné, nebo vyplněné stínicím materiálem. Z ekonomických důvodů je toto opatření možno doporučit pro ochranu jednotlivých objektů a pouze v případě, že jiné řešení není vhodné. Vzhledem k nevelké účinnosti této aplikace a také k minimalizaci rozměrů se doporučuje příkop umístit tak těsně ke chráněnému objektu, jak je to jen možné. Případný stínicí materiál potom aplikovat přímo na základy objektu. Isolace budov proti vibracím - Ekonomicky nákladné, aplikaci možno doporučit jen ve výjimečných případech. 40
Závěr Cílem tohoto článku bylo podat přehledovou informaci o protihlukových a protivibračních opatřeních používaných v evropských železnicích a poukázat na některé problémy při jejich aplikaci. Některá zde uvedená řešení byla již použita v rámci výstavby rychlostního koridoru ČD, jiná jsou zatím ve stadiu výzkumu či poloprovozních zkoušek. Lepší informovanost o této problematice je prospěšná a přispěje svým dílem ke zlepšení perspektivy železniční dopravy v ČR. V Praze, září 1998 Lektoroval: Ing. František Petr, CSc. VÚŽ Praha 41
VĚDECKOTECHNICKÝ SBORNÍK ČD ROK 1998 ČÍSLO 6 Jan Kout, Rudolf Kaloč K problematice hluku kolejového vozidla klíčová slova: kolejová vozidla, hluk, emise akustické energie, infrazvuk, kontakt kolo-kolejnice 1. Je železniční kolo dominantním zdrojem nežádoucího hluku? Zvýšený zájem o zcela nové konstrukce železničních kol je vesměs zdůvodňován požadavkem snížení hluku při provozu železničních kolejových vozidel. Jde o hluk, jehož iniciace pochází z místa styku kola s kolejnicí, takže kolo, resp. dvojkolí, jsou prvním prostředím, kterým se akustická energie šíří do soustavy vozidla. Je s podivem, jak často se všeobecně předpokládá, že dominantním zdrojem hluku kolejového vozidla je kolo samotné. Ve skutečnosti je nezbytné vnímat celou soustavu, která je dvojkolím nesena. Tato soustava se stává velmi účinným zdrojem hluku, jelikož je s dvojkolím pevně spojena prostřednictvím kovových pružných prvků. U kovových materiálů dochází k minimálnímu přirozenému útlumu. To má za následek možnost velikého zesílení všech rezonančních složek kmitání celé konstrukce, která u vozidla, díky velkým rozměrům může, téměř beze ztrát, vyzařovat akustickou energii do okolního vzduchu. Tuto energii pak lidské ucho vnímá jako nežádoucí hluk. Ještě zdůrazněme, že z hlediska šíření a vyzařování hluku je nejdominantnější ohybové vlnění ( kmitání ) konstrukce, kdy částice materiálu kmitají v kolmém směru k povrchu. Takto dochází k přenosu energie do okolního prostředí. Tento fyzikální poznatek je jedním z důkazů, že samotné železniční kolo, vesměs představující kompaktní konstrukční prvek, nemůže být výrazným vysílačem hlukové energie. Nebude se zřejmě ani významně podílet na vzniku hluku aerodynamickými efekty, jenž vznikají při obtékání vzduchu kolem vozidla pohybujícího se v atmosférickém prostředí. Hluky od turbulence obtékaných těles jsou z hlediska emitovaných výkonů silně závislé na velikostech těchto těles; mohou, jak bude poznamenáno v další části tohoto příspěvku, spadat i do oblastí hluků nízkofrekvenčních, tj. do oblastí infrazvuku. Pokud se zmíníme o jiném zdroji hluku, např. o hluku, který je vyvoláván veškerými agregáty trakčního vozidla, je třeba říci, že jeho emise je přímo závislá na zesilujících účincích skříně vozidla a prakticky invariantní vzhledem k existenci dvojkolí. Máme-li definovat žádoucí fyzikální vlastnosti dvojkolí z hlediska hlukových efektů, lze formulovat dvě zásady pro jeho konstrukci: 1. Potlačit takové tvary kmitání, aby byl minimalizován účinek dvojkolí jako zářiče zvuku. 2. Kolo vytvořit jako soustavu, která je schopna omezit tok energie, vznikající na kontaktu kola s kolejnicí, do neseného vozidla. Prof.Ing.Rudolf Kaloč, CSc., nar.1932. Absolvent VŠB Ostrava, fakulta strojní, obor strojírenství. Akademická hodnost získána v r. 1991. Vědecká hodnost získána v r. 1964. Zaměřen na obor teoretická a aplikovaná mechanika, analýza strojních zařízení. Zaměstnán na DFJP Univerzity Pardubice jako vysokoškolský profesor. Ing.Jan Kout, CSc., nar.1940. Absolvent VŠD 1963, specializace konstrukce kolejových vozidel. Vědecká hodnost získána v r. 1987. Zaměřen na problematiku mechaniky kontinua, materiálového inženýrství a zkoušení materiálů. Zaměstnán u VÚŽ, vedoucí Zkušební laboratoře ZL8 a oblasti materiálů a technologie.