530 likes | 757 Views
Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_1 2011 – 2012 tanév tavasz 5. előadás. Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék. ELŐADÁS ANYAGA. Zajforrások ipar közút vasút repülő Zajterjedés. Zajforrások. Rezgő közeg Sugárzó térbeli formája szerint
E N D
Zaj,- rezgés és sugárzásvédelemNGB_KM015_12011 – 2012 tanév tavasz5. előadás Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék
ELŐADÁS ANYAGA • Zajforrások • ipar • közút • vasút • repülő • Zajterjedés
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)
Zajforrások • Vonalszerű zajforrás: „végtelen” hosszú, hengerrel modellezhető a hullám-frontok koncentrikus hengerfelületeken helyezkednek el • Autópálya
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
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)
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
Megoldás • LIrel = 10 · lg (I10m/I1m) • LIrel = 10 · lg 10 –2 = – 20 dB
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
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)
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.
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
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)
Környezeti zaj LÉGI KÖZLEKEDÉS ZAJFORRÁSOK KÖZÚTI KÖZLEKEDÉSI ZAJ VASÚTI ZAJ PARKOLÁS GÉPÉSZET
Ipari eredetű zaj • lakosság kb. 5 százalékát zavarja. • 2001-ben 330 cég vizsgálata
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
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.
Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Hangnyomásszintet (L’p)mérünk referenciahasáb képzésével, ebből számolunk hangteljesítményszintet • Félgömb alakú mérőfelület • Hasáb alakú mérőfelület
Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Mérő mikrofonok elhelyezése 1.sor=1,5m, 2.sor= 0,71r Oldalnézet Felülnézet
Mért hangnyomásszintMSZ EN ISO 3744:1998 • Mérőfelületre átlagolt hangnyomásszint számítása • N – mikrofonhelyek száma • L’pi – az i-edik mikrofonhelyeken mért hangnyomásszint decibelben
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
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
Garantált zajszint • magában foglalja a különböző gyártásból és mérési módszerekből adódó bizonytalanságokat
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.
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
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
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
Közúti zaj • Különböző típusú, üzemállapotú, kibocsátású, sok egyéb befolyásoló tényező
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%
Közúti zaj Zajterheléssel érintett lakosok száma M.-on
Közúti zaj • Zajforrások • a motorzaj, a motor felületéről lesugárzott zaj - legmeghatározóbb A zajszint változása a fordulatszám függvényében
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)
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
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.
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)
Közúti zaj Kerekek és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj sima és érdes burkolaton, 80 km/h sebességnél
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.
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
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 %
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
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
Vasúti zaj • Vasúti pálya, felépítmény • sín • sínleerősítés • keresztaljak • ágyazat (zúzottkő, betonelem) • A járműtől függő tényezők • a kerék futófelületének állapota • a fékezési rendszer
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.
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
Vasúti zaj Vonatok hangszintje 1 m-es magasságban, a vágánytengelyre merőlegesen mérve
Vasúti zaj Zajszintek a sebesség függvényében