A zajtérkép szerepe a munkavédelem eszköztárában

1. A zajtérkép szerepea munkavédelem eszköztárában Márkus Miklós RICHTER GEDEON zajtérkép tanfolyam 2009 Dorog

2. A ZAJVÉDELEM ESZKÖZEI • Előzetes akusztikai tervezés (prevenció/predikció) • Munkahelyi zajtérkép készítése a várható kockázatok becslésére • Nem létező vagy összetett helyzetek modellezése és elemzése • Munkahelyi kockázatok kezelése • Jogszabályi, hatósági és munkavédelmi elvárások teljesítése • Munkahelyi zajexpozíció vizsgálata és értékelése (66/2005) • Egyéni védőeszközök kiválasztása (munkavédelmi szakértői feladat) • Kockázatértékelés • Intézkedési terv készítés • Hosszú távú zajvédelmi stratégia készítése • Munkahelyi zajcsökkentés tervezése (modellezés/méretezés) • Munkahelyi zajtérkép készítése a megoldások modellezésére • Összetett helyzetek és megoldások elemzése

3. Munkahelyi zajtérképelméleti alapjaiés forrásadatai Márkus Miklós RICHTER GEDEONzajtérkép tanfolyam 2009 Dorog

4. A FOLYAMAT • Célok meghatározása • munkavédelem/zajcsökkentés/méretezés • tervezés/prevenció/predikció • Vizsgálandó üzemhelyiség kiválasztása • Munkahelyi zajexpozíció vizsgálata/becslése és értékelése • Utózengési idő vizsgálata/becslése • Geometriai paraméterek rögzítése • Egyedi zajforrások (forrástípusok) meghatározása • Hangteljesítményszintek vizsgálata/becslése • Szoftveres szabadtéri és zengőtéri terjedési modell elkészítése • Munkahelyi zajtérkép készítése • Ellenőrzés

5. ALAPFOGALMAK (ISMÉTLÉS) LÉNYEGES AKUSZTIKAI ALAPFOGALMAK: • hangnyomás és hangnyomásszint • hangteljesítmény és hangteljesítményszint • decibel és szint • szintekkel végezhető műveletek • A-súlyozó szűrő • munkahelyi zajexpozíció és vizsgálata • integráló zajszintmérő műszer

6. ALAPFOGALMAK (ISMÉTLÉS) HANGNYOMÁS • hangforrások az őket körülvevő közegben nyomásingadozást okoznak, tehát hangot keltenek • jele: p, mértékegysége: Pascal [Pa] • a normál légköri nyomás: plég = 105 Pa • az éppen meghallható hangnyomás: p0 = 2×10-5 Pa HANGNYOMÁSSZINT • jele: Lp, mértékegysége: decibel [dB]

7. ALAPFOGALMAK (ISMÉTLÉS) HANGTELJESÍTMÉNY • a hangforrások energiát, vagyis teljesítményt adnak át a környező közegnek • jele: P, mértékegysége: Watt [W] • az éppen meghallható hangteljesítmény: P0 = 10-12 W HANGTELJESÍTMÉNYSZINT • jele: LW, mértékegysége: decibel [dB]

8. HANGTERJEDÉS SZABAD TÉRBEN SZABAD TÉR • a hullámterjedést nem befolyásolja semmilyen elnyelő vagy visszaverő felület, azaz a hanghullám a forrásból a tér minden irányában elhajlás, törés és visszaverődés nélkül terjed HANGFORRÁSOK ELEMI TÍPUSAI • pontszerű hangforrás • vonalsugárzó • felületi sugárzó

9. HANGTERJEDÉS SZABAD TÉRBEN PONTSZERŰ HANGFORRÁS • kiterjedésük elvileg mindhárom irányban végtelen kicsi, és minden irányban azonos teljesítményt adnak le • ha nincs akadály a térben, akkor a hanghullámok koncentrikus gömbként terjednek • pontszerűnek tekintjük a hangforrást: • ha a forrás legnagyobb méretétől (d) legalább 2-szeres távolságra rögzítjük a vizsgálati (megítélési) pontot • amely a hangforrás által kisugárzott hang hullámhosszának kétszeresénél is távolabb van

10. HANGTERJEDÉS SZABAD TÉRBEN PONTSZERŰ HANGFORRÁS • a hangnyomás a felületen megoszlik • a hangforrástól távolodva növekszik a hanghullám felülete • csökken az egységnyi felületre eső hangnyomás • a csökkenés mértéke attól függ, milyen mértékben nő a felület • a hangnyomás csökkenése a gömbfelület sugarával arányos • ahol: • D irányítási tényező • r a vizsgálati pont távolsága a zajforrástól [m]

11. HANGTERJEDÉS SZABAD TÉRBEN IRÁNYÍTÁSI TÉNYEZŐ • jele: D, dimenziója nincs • gömbsugárzó esetén: D=1 • félgömbsugárzó esetén: D = 2 • negyed térbe sugárzó esetén: D = 4 • nyolcad térbe sugárzó esetén: D = 8

12. HANGTERJEDÉS SZABAD TÉRBEN VONALSUGÁRZÓ • végtelen hosszú vonal minden eleme hangforrás • koherens (pl. áramlási zaj csővezetékben) • inkoherens (pl. közúti útszakasz) FELÜLETI SUGÁRZÓ • a felület egyenletesen elosztott, független zajforrásokból áll • a források a hangenergiát véletlenszerű fázisban • félgömbszerűen sugározzák szét

14. HANGTERJEDÉS ZÁRT TÉRBEN • vegyük az előbbiekben felvázoltak szerinti pontszerű hangforrást • helyezzük a zajforrást a talajra szabad hangtérben • vegyük körül a zajforrást teljes hangelnyelő falakkal • a kibocsátott hangenergia teljes egészében elnyelődik • csökkentsük a helyiség falainak elnyelését • a kibocsátott hangenergia egy része visszaverődik • csökkentsük tovább a helyiség falainak elnyelését • a kibocsátott hangenergia teljes egészében visszaverődik • a hangnyomásszintet a következő tényezők befolyásolják: • a zajforrás által kibocsátott hangenergia (hangteljesítményszint) • a tér mérete (térfogata, felülete) • a határoló felületek hangvisszaverő és hangelnyelő tulajdonságai

15. HANGTERJEDÉS ZÁRT TÉRBEN • a hangforrás energiaforrás • a kibocsátott hangenergia • részben a helyiségben marad • részben átjut a falon • kerülőutakon terjed • elnyelődik • egyensúlyi helyzet alakul ki • annyi hangteljesítmény nyelődik el • amennyit a hangforrás kisugároz • diffúz tér: • visszavert/szórt/zengő hangtér • a hanghullámok által megtett szabad úthossz • és az átlagos hangelnyelési tényező függvénye

16. HANGTERJEDÉS ZÁRT TÉRBEN • együttesen érzékelhető: • diffúz hangtér hatása • szabadtéri terjedésű (közvetlen) hangtér hatása • a két hangtér energiatartalma összeadódik • energiaegyensúlyi sugár: az a zajforrástól számított elméleti re távolság, ahol a szabadtéri terjedésű hangtérből és a visszavert diffúz hangtérből származó hangenergia egyenlő

17. HANGELNYELÉS ÁTLAGOS HANGELNYELÉSI TÉNYEZŐ • a falra eső E hangenergia ·E hányada elnyelődik • jele: , dimenziója nincs • a hangelnyelési tényező az időben állandó • független a beeső hanghullámok irányától • független a hangforrás hangteljesítményétől • csak a fal anyagától és a hang frekvenciájától függ

18. HANGELNYELÉS EGYENÉRTÉKŰ ELNYELÉSI FELÜLET • a tér hangelnyelő képességét fejezi ki • jele: A, mértékegysége [m2] TEREMÁLLANDÓ • ugyancsak a tér hangelnyelő képességét fejezi ki • jele: RT, mértékegysége [m2]

20. UTÓZENGÉSI IDŐ UTÓZENGÉS (LECSENGÉS) • állandósult egyensúlyi állapot • a hangforrást kikapcsoljuk • a bevitt energia fokozatosan csökken • a tér hangelnyelő képességétől függ • minél kisebb az elnyelési felület • annál hosszabb idő alatt hal el a hang • vö. mélygarázs és lakószoba • a tapasztalati úton igazolt Sabine-képlet UTÓZENGÉSI IDŐ • időtartam, amely alatt a hangforrás kikapcsolása után • az energiasűrűség egymilliomod részére • a hangnyomásszint 60 decibellel csökken

21. KIINDULÁSI PARAMÉTEREK

22. GEOMETRIAI PARAMÉTEREK • időigényes és nagyfokú precizitást megkövetelő feladat • helyiség • zajforrások • rendeltetésszerűen található hangterjedést befolyásoló objektumok • geometriai paraméterek • szélesség • hosszúság • magasság • egymástól való távolság • átmérő

23. GEOMETRIAI PARAMÉTEREK • egyszerűsítések • rácspontok távolságához képest fele-negyed akkora objektumok nem befolyásolják számottevően a helyiségen belüli zajterjedést • összetett gépsorok, berendezések modellezésére amúgy sem alkalmas a zajtérképező szoftver • csak hasábokkal és hengerekkel tudunk operálni, érdemes egyszerűsíteni a felmérés során a vizsgált objektumokat • a kb. 0,25 m2-nél kisebb felületeket figyelmen kívül lehet hagyni • célszerű • lézeres távmérőt alkalmazni • a rendelkezésre álló AutoCAD rajzot felhasználni/kiegészíteni • figyelmet kell fordítani • az állványon álló objektumok mérésére • a plafonmagasság meghatározására

24. UTÓZENGÉSI IDŐ MÉRÉSE • MSZ EN ISO 354:2003 szabvány • műszeres vizsgálat • feltöltjük a teret az egyensúlyi állapotig • hangimpulzussal gerjesztjük a teret • korszerű digitális zaj-analizátorral • Brüel & Kjær 2260 precíziós analizátor • BZ 7220 típusú utózengési idő-mérő szoftver • minden esetben több mérés szükséges • eredmény • a vizsgálati eredmények átlaga tercsávonként • az egyenértékű elnyelési felület • a Sabine-képlet segítségével

25. HANGTELJESÍTMÉNYSZINT A MEGHATÁROZÁS MÓDSZERE • gyártói adatlap/katalógus alapján • alapvetően A-súlyozott értékek • általában sorozatgyártásban forgalmazott berendezések esetén • hangnyomásszint méréssel és szabadtéri terjedési számítással • HA a zajforrás térbeli elhelyezkedése ezt lehetővé teszi • HA a környező zajforrások zajhatása ezt lehetővé teszi • hangnyomásszint méréssel és szabványos számítási eljárással • MSZ EN ISO 3746:1999 szabvány szerint

26. HANGTELJESÍTMÉNYSZINT A HANGTELJESÍTMÉNYSZINT-MÉRÉS ALAPELVEI • csak a domináns szerepet játszó forrásokat vizsgáljuk • lehetőleg minden zajforrást külön-külön üzemeljünk be • lehetőleg egymástól elkülönítve vizsgáljunk • a környező zajforrások miatt figyeljünk az alapzajra • korrigáljuk a vizsgálati eredményeket az alapzaj és a visszaverődések miatt • elemi sugárzók középpontja a berendezés geometriai középpontja • csak az általános üzemállapotnak megfelelően vizsgálódjunk • küszöböljük ki a mérési eredményeket befolyásoló zajhatásokat (beszédet) • az összetett berendezéseket elemi típusú sugárzókra kell bontani • ha ez nem lehetséges az MSZ EN ISO 3746:1999 szabvány szerint kell vizsgálni • diffúz térben a teremállandóval is lehet számolni • azonos típusú zajforrásoknál kontrollmérésekkel ellenőrizzük az azonosságot • javasolt a sugárzási karakterisztika/irányítási tényező meghatározása is

27. HANGTELJESÍTMÉNYSZINT HANGTELJESÍTMÉNYSZINTEK ÖSSZEGZÉSE SZINTEK TÖBBSZÖRÖSE • minden szint azonos jellegű és súlyozású • együttesen, egy időben üzemelő zajforrások • összegzendő két szint különbsége kisebb, mint 10 dB

28. HANGTELJESÍTMÉNYSZINT SZABADTÉRI TERJEDÉSI SZÁMÍTÁSSAL • módszer: • pontszerű hangforrás az energiaegyensúlyi sugarán „belül” • a szabad hangterjedésű térben (2-szeres távolság!) • egyszerű hangnyomásszint méréssel • kis alapzaj mellett (< 10 dB) • figyelem: • a közeli visszaverő felületek befolyásolják a vizsgálati eredményt! • 1,5-2 méterre vegyük fel a vizsgálati pontot a visszaverő felülettől • több irányból, több mérést javasolt végezni • a zajforrás sugárzási iránykarakterisztikájának meghatározása

29. HANGTELJESÍTMÉNYSZINT MSZ EN ISO 3746:1999 SZABVÁNY SZERINT Akusztika. Zajforrások hangteljesítményszintjének meghatározása hangnyomás méréssel. Tájékoztató módszer visszaverő sík feletti burkoló mérőfelület alkalmazásával A szabvány alkalmazhatóságának okai/feltételei: • a pontossági fokozat csak tájékoztató • nincs különleges vizsgálati környezet (süketszoba/zengőszoba) • a helyszín épületen belüli, visszaverő sík feletti közelítőleg szabad térben • a hangforrás méretére nincs korlátozás, csak a vizsgálati környezet korlátozza • a zaj jellege bármilyen lehet • az alapzaj legalább 3 decibellel kisebb, mint a vizsgált zaj • az alkalmazott mérőműszerek 1. vagy 2. pontossági osztálynak felelnek meg • a mért szintértékek (egyenértékű) A-hangnyomásszint értékek • a meghatározott értékek (egyenértékű) A-hangteljesítményszint értékek • a vizsgálati eredmények megbízhatósága (reprodukálhatósági szórás) 3 dB

30. MSZ EN ISO 3746:1999 SZABVÁNY • A zajforrást egy képzeletbeli befoglaló hasábbal kell körülvenni

31. MSZ EN ISO 3746:1999 SZABVÁNY • A befoglaló hasáb méreteit rögzíteni kell (l1, l2, l3) • A mérési pontokat S mérőfelületen kell elhelyezni

32. MSZ EN ISO 3746:1999 SZABVÁNY • A mérőfelület mindig a visszaverő síkon kezdődik (azon áll) • A mérőfelületet javasolt derékszögű hasábnak választani, melynek oldalai párhuzamosak a befoglaló hasáb oldalaival • A d mérési távolság a mérőfelület és a befoglaló hasáb közötti távolság (javasolt 1 méter) • Az egyes mérési pontokat az Si négyzet alakú részfelületek középpontjában kell rögzíteni

34. MSZ EN ISO 3746:1999 SZABVÁNY • A mérési pontokon meg kell határozni az L'pA egyenértékű A-hangnyomásszintet • A vizsgálatokat a zajforrás szokásos üzemszerű működése mellett kell elvégezni • Meg kell határozni a helyiségre jellemző L”pAalapzaj mértékét • Átlagolni kell a mérőfelületen mért A-hangnyomásszinteket • Meg kell határozni a K1A alapzaj korrekciót

35. MSZ EN ISO 3746:1999 SZABVÁNY • Meg kell határozni a K2A környezeti korrekciót • A korrekciók alkalmazásával kell meghatározni az átlagos felületi A-hangnyomásszintet • A mérőfelület alkalmazásával kell meghatározni az A-hangteljesítményszintet

36. Köszönöm a figyelmet! Márkus Miklós markusmiklos@fonor.hu