Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_1 2011 – 2012 tanév tavasz 5. előadás

1. Zaj,- rezgés és sugárzásvédelemNGB_KM015_12011 – 2012 tanév tavasz5. előadás Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék

2. ELŐADÁS ANYAGA • Zajforrások • ipar • közút • vasút • repülő • Zajterjedés

3. Zajforrások • Rezgő közeg • Sugárzó térbeli formája szerint • Pontszerű zajforrás: minden irányban • egyenletes intenzitással sugároz  • a hullámfrontok koncentrikus gömb- • felületeken helyezkednek el • I = P/ F • kis méretű zajforrások (pl. gépek), távoli nagyméretű zajforrások (pl. gyárépület)

4. Zajforrások • Vonalszerű zajforrás: „végtelen” hosszú, hengerrel modellezhető  a hullám-frontok koncentrikus hengerfelületeken helyezkednek el • Autópálya

5. Zajforrások • Síkfelületű zajforrás: a hullámfelületek a sugárzóval párhuzamosak • Egy zajforrást akkor tekinthetünk sík- sugárzónak, ha az észlelési távolság és a hullámhossz a sugárzó méretéhez képest kicsi. Pl. üzemcsarnok homlokzata közelről

6. Példa • Szabadtérben a földfelszínen elhelyezkedő zajforrás (traktor) hang-teljesítménye : P= 2,52 · 10 –3 W. • Mekkora a hangintenzitás a forrástól 1 m ill. 10 m távolságban? A hangforrástól távolabb mennyivel kisebb az intenzitásszint?(relatív)

7. Megoldás • I = P/ F • Mivel a kibocsátott hanghullámok koncentrikus félgömb alakban terjednek: F =2 r2  • I1m = 2,52 · 10–3W / 2 ·1  =4 · 10–4 W/m2 • I10m = 2,52 · 10 –3W / 2 · 102 ·  = 4 · 10–6 W/m2

8. Megoldás • LIrel = 10 · lg (I10m/I1m) • LIrel = 10 · lg 10 –2 = – 20 dB

9. Zajterjedés • Zajterjedés szabad térben • A zajforrás típusától függően gömb- (fél-, negyed-, nyolcadgömb-) henger- (félhenger-, stb.) vagy síkfelületen történik. • Zajterjedést befolyásoló tényezők: • A levegő hangelnyelése (csillapítása) • Frekvencia • Hőmérséklet • Páratartalom

10. Zajterjedés • Zajterjedést befolyásoló tényezők: • A növényzet hatása • Sűrűség • Aljnövényzet • Zajforrás magassága • Hangvisszaverődés: Növelő hatás • Meteorológiai hatások • Szél: vektorális összegződés, vertikális elhajlás a sebesség-gradiens miatt • Hőmérséklet (gradiensek hatása) • A talaj hatása • A talaj akusztikai hatása - hangelnyelése (beton-gyep) • Távolság szerepe • Hangárnyékolás hatása (házak, fal, domborzat)

11. Zajterjedés

12. Iv Ie Ia Ib Zajterjedés • Hangterjedés zárt térben • A tér bármely pontjában a hangnyomásszintet a zajforrás által kibocsátott és a határoló felületekről visszavert hullámok együttesen határozzák meg.

13. Zajterjedés • A határoló felület (pl.: fal) a beeső Ib intenzitású hangot részben elnyeli (Ie) részben visszaveri (Iv) részben pedig átereszti (Ia), azaz a hanghullám a fal másik oldalán kilép. Ib = Iv + Ie + Ia

14. Környezeti zaj • Az ember mindennapi életébe behatoló zaj, amely az életminőséget csökkenti (pszichológiai, egészségügyi hatások). • Fajtái a zaj forrása szerint: • közlekedési zaj (közúti, vasúti és légi járművek) • ipari üzemből származó gépészeti zajok • áramlási zaj (gáz- és folyadékáramok zaja, pl. szellőzőberendezésben) • „diszkózaj” (szórakozóhelyekből származó hang)

15. Környezeti zaj LÉGI KÖZLEKEDÉS ZAJFORRÁSOK KÖZÚTI KÖZLEKEDÉSI ZAJ VASÚTI ZAJ PARKOLÁS GÉPÉSZET

16. Ipari eredetű zaj • lakosság kb. 5 százalékát zavarja. • 2001-ben 330 cég vizsgálata

17. Ipari eredetű zaj

18. Ipari eredetű zaj

19. Ipari eredetű zaj • Ipari üzemek zajkibocsátásának meghatározásakor figyelembe veendő tényezők: • zajforrások száma • az egyes források hangteljesítménye (gépek, szellőzőberendezések stb.) • az épület falainak hanggátlása • épületen belüli árnyékolás • zajcsökkentő megoldások

20. Ipari eredetű zaj • Mért hangteljesítményszint • Az a tényleges amit a gép zajként kiad, külön szabványban meghatározott eljárások szerint határozzák meg. • Meghatározhatók, vagy a berendezéstípus egy jellemző darabjára, vagy pedig a berendezések átlagmintájára. • Számított hangteljesítményszint • Olyan hangteljesítményszint, amelyet külön jogszabályban rögzített eljárások szerinti mérések alapján határoznak meg a hangnyomásszintből számolással.

21. Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Hangnyomásszintet (L’p)mérünk referenciahasáb képzésével, ebből számolunk hangteljesítményszintet • Félgömb alakú mérőfelület • Hasáb alakú mérőfelület

22. Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Mérő mikrofonok elhelyezése 1.sor=1,5m, 2.sor= 0,71r Oldalnézet Felülnézet

23. Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Mérőfelületre átlagolt hangnyomásszint számítása • N – mikrofonhelyek száma • L’pi – az i-edik mikrofonhelyeken mért hangnyomásszint decibelben

24. Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Felületi hangnyomásszint: • Lpf= L’p –K1-K2 • K1 - Alapzaj korrekció • K2 - Környezeti korrekció • L’p- mérőfelületre átlagolt mért hangnyomásszint • Lpf - Felületi hangnyomásszint

25. LWAhangteljesítményszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Hangteljesítményszint számítása hangnyomásszintből: • LWA = Lpf + 10 lg (S/S0) dB • Lpf - Felületi hangnyomásszint • S- mérőfelület mérete m2-ben • S0 - 1m2

26. Garantált zajszint • magában foglalja a különböző gyártásból és mérési módszerekből adódó bizonytalanságokat

27. AL-KO Fükasza FRS4125 fűkasza 0,9 kW

28. Zajkibocsátási határértékkel rendelkező berendezések (22db) (29/2001.(XII:23.)KöM-GM) 1.sz melléklet • A gyártó által garantált zajkibocsátást feltüntető, CE címkével minden terméknek rendelkeznie kell, és 22 gépnek ezenfelül az irányelvben előírt hangteljesítményszint határértéknek is meg kell felelnie.

29. Zajkibocsátási határértékkel rendelkező berendezések (22db) (29/2001.(XII:23.)KöM-GM) 1.sz melléklet • 3. Kompresszorok (<350 kW) • Bármely, levegőt, gázokat vagy gőzöket a szívónyomásnál nagyobb nyomásra sűrítő gép, amely cserélhető szerszámokkal használható • nem tartoznak ide a következő berendezések: • ventilátorok, kisebb nyomás 110 000 pascal • vákuumszivattyúk • gázturbinás motorok

30. Határértékek (29/2001.(XII:23.)KöM-GM)3. Kompresszorok (<350 kW) • hangteljesítményszint-határérték dB/1 pW I ütem II. ütem 2002. január 3. 2006. január 3. 99 97 • Teljesítmény (kW) • P<15

31. Határértékek (29/2001.(XII:23.)KöM-GM)3. Kompresszorok (<350 kW) • hangteljesítményszint-határérték dB/1 pW I ütem II. ütem 2002. január 3. 2006. január 3. 97+2 lg P 95+2 lg P • Teljesítmény (kW) • P>15

32. Közúti zaj • Különböző típusú, üzemállapotú, kibocsátású, sok egyéb befolyásoló tényező

33. Közúti zaj • 1995–2000. közötti időszakban • legforgalmasabb útvonalainak • csúcsórára vonatkozó zajszintek • mérési pontok 98 százalékában 65 dBA-nál magasabb volt a zajszint • közúti zaj zavaró hatásának aránya országosan eléri az 50–55 százalékot • nagyvárosokban ez az arány 60–65%

34. Közúti zaj Zajterheléssel érintett lakosok száma M.-on

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

36. Közúti zaj • az erőátvitel (nyomatékváltó, kardántengely, differenciálmű) zaja • a karosszéria zaja, a motor ill. az útfelület által gerjesztett és a karosszéria felületeiről lesugárzott zajok • kipufogózaj, a kipufogórendszer felületéről lesugárzott zaj, és a csővég zaja • a szívóberendezés zaja • hűtő- és ventillátorzaja • gumiabroncsok zaja (gördülési zaj) – második legjelentősebb zajforrás • egyéb berendezések (csikorgó fékek, duda zaja)

37. Közúti zaj • Kerék és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj: gördülési zaj • Leállított motorral hajtás nélkül, szabadon gördülő gépjármű elhaladási zaját értjük. Ebből levonva a karosszérián keletkező aerodinamikai zajokat és az erőátviteli zajokat, megkapjuk a gumiabroncsok útfelületen gördülése közben keletkező gumiabroncs zajt. • nagyobb sebességnél (országút, autópálya) válik meghatározóvá • a jármű által kibocsátott zaj 30-80 %-át (nehézgépjárműveknél 20-60 %-át) adja

38. Közúti zaj • Nagyobb sebességgel történő haladás esetén személygépkocsinál egyértelműen a gumiabroncs zaj tekinthető dominánsnak. • Tehergépkocsiknál és autóbuszoknál a jóval nagyobb motorzaj miatt a gumiabroncs zajeredő zajra gyakorolt hatása sokkal kisebb. • A sebesség kétszeresre növelése 12dB hangnyomásszint növekedést eredményez.

39. Közúti zaj • Gördülés zaj függ: • Gumiabroncs (futófelület, profil, abroncsméret, nyomás • Kopott futófelület akár 3dB-lel zajosabb lehet, mint új állapotban • A szélesség növekedése kedvezőtlenül hat, mivel az érintkező felületek növekedésével a keletkező zaj is növekszik. Az abroncs átmérőjének növekedése azonban csökkenti a zaj nagyságát. • Útburkolat (érdesség, anyag, szerkezet)

40. Közúti zaj Kerekek és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj sima és érdes burkolaton, 80 km/h sebességnél

41. Közúti zaj • Üzemi jellemzők (menetsebesség, időjárás, vezetési stílus, terhelés) • Amikor útburkolat felülete nedves lesz a gumiabroncsok a vízbe csapódnak és a szétfröccsenő vízcseppek maguk is zajkeltők lesznek.

42. Közúti zaj • Közúti forgalomból adódó környezeti zaj zajterhelését meghatározó főbb tényezők: • forgalom sűrűsége • járművek típusa • járművek műszaki állapota • járművek sebessége • nehézgépjárművek aránya • az út lejtése/emelkedése • burkolat típusa • burkolat állapota

43. Vasúti zaj • Lakosság 8–10 százalékát zavarja, de kellemetlenebb (kürt) • csökkenő tendencia a zajterhelés terén • a vasúti fővonalak által érintett települések több mint 80 %-nál a megengedettnél nagyobb zajkibocsátási szint mérhető, mellékvonalaknál 37 %

44. Vasúti zaj • Vontatójárművek (mozdonyok): • hajtás (motor, villamos mozdonynál a transzformátor) • segédberendezések (ventilátor, kompresszor, befecskendezőszivattyú) • légáramlás, aerodinamikai zaj • gördülés és fékzaj • másodlagos zajforrások (kopások, gyártási hibák, laza rögzítések) • Vontatott járművek: • vázszerkezet (különösen teherkocsiknál) • segédberendezések (szellőztetés, fékberendezés) • futómű, forgóváz

45. Vasúti zaj • a sín futófelületének egyenlőtlen vagy hullámos kopásából származó zajhatások • a kerék futókörének egyenlőtlenségéből vagy kopásából származó zajok • ívekben a kerék-sín közvetlen kapcsolatából (nyomkarima vezetés) származó zajhatások • a felépítmény rezgéséből származó zajhatások Gördülési zaj

46. Vasúti zaj • Vasúti pálya, felépítmény • sín • sínleerősítés • keresztaljak • ágyazat (zúzottkő, betonelem) • A járműtől függő tényezők • a kerék futófelületének állapota • a fékezési rendszer

47. Vasúti zaj • Felépítménytől függő tényezők • a sin futófelületének állapota • a hegesztett/hevederes pálya • a váltócsoportok • a ragasztott sin kötések • A kerék és a sin futófelületén lévő hibák • laposodás • felhordás • kagylós kopás • növelik az elsugárzott zajszint értékét, illetve a zajszint dinamikáját • A kerék-sin rendszer által kiváltott zaj erősségének szintjére a következők is hatnak: • a sin hullámos kopásai • a jármű kígyózó futása • a gördülő kerékfelületek egyenlőtlenségei, • az abroncsok súrlódása éles ívekben, • a féktuskók súrlódása fékezésnél.

48. Vasúti zaj • A kerék-sin rendszer által kiváltott zaj erősségének szintjére a következők is hatnak • a sin hullámos kopásai • a jármű kígyózó futása • a gördülő kerékfelületek egyenlőtlenségei • az abroncsok súrlódása éles ívekben • a féktuskók súrlódása fékezésnél

49. Vasúti zaj Vonatok hangszintje 1 m-es magasságban, a vágánytengelyre merőlegesen mérve

50. Vasúti zaj Zajszintek a sebesség függvényében