|
Norma ISO 9613WstępNorma ISO
9613 specyfikuje m.in. inżynierskie metody obliczania tłumienia hałasu w czasie
rozprzestrzeniania się w środowisku, aby można było przewidzieć poziom hałasu w
pewnej odległości do źródła lub źródeł hałasu. Dzięki tej metodzie można
przewidzieć ekwiwalentny ciągły poziom dźwięku A, przy uwzględnieniu warunków
pogodowych. Metody te specyfikują również obliczenia długotrwałego średniego
poziomu dźwięku A, który obejmuje poziomy dźwięku dla wielu różnych warunków
meteorologicznych. Metody te
składają się z algorytmów dla pasm oktawowych (nominalna częstotliwość środkowa
63 Hz do 8 kHz) obliczających tłumienie dźwięku, pochodzącego ze źródła
punktowego. Źródła mogą być stacjonarne lub
ruchome. W algorytmach wykorzystano
następujące wielkości: ˇ
odchylenie geometryczne, ˇ
absorpcja atmosferyczna, ˇ
"ground" efekt, ˇ
odbicie powierzchniowe. Opisano również
rozprzestrzenianie się dźwięku na terenach przemysłowych, mieszkalnych lub
zielonych. Metody te można zastosować w
praktyce dla różnego rodzaju źródeł i środowisk. Wyjątkiem jest hałas lotniczy
i hałas tzw. wojskowy (wybuchy itp.). Podstawowe definicje Ekwiwalentny ciągły poziom
dźwięku A (LAt): Gdzie: PA(t) - ciągłe
ciśnienie dźwięku A [Pa], P0 - ciśnienie
odniesienia = 20*10-6 [Pa], T - czas trwania [s], Ekwiwalentny ciągły poziom
dźwięku w pasach oktawowych LfT: Gdzie: pf(t) - ciągłe
ciśnienie dźwięku w pasmach oktawowych [Pa], f - częstotliwość środkowa pasma
oktawowego, Tłumienność wtrąceniowa
(przeszkody): Jest to różnica [dB] pomiędzy
poziomami ciśnienia w punkcie odbioru w dwóch przypadkach: na drodze propagacji istnieje
przeszkoda, przeszkoda ta została usunięta, Pozostałe warunki propagacji
fali są takie same w obu przypadkach. Opis źródła Omawiane równania stosuje się
dla źródeł punktowych. Rozciągłe źródło hałasu (droga lub linia kolejowa,
obszar przemysłowy) może być reprezentowana przez szereg sekcji ), z których każda ma odpowiednia moc i
kierunkowość. Źródła liniowe można podzielić na odcinki, źródło powierzchniowe
na mniejsze komórki. Grupy punktów mogą być opisane
jako jedno źródło punktowe usytuowane w środku grupy, w szczególności jeśli: źródła mają w przybliżeniu taką
sama moc i wysokość nad ziemia, panują takie same warunki
propagacji, odległość między punktem odbioru a pojedynczym
równoważnym źródłem przekracza dwukrotnie największy wymiar Hmax
źródła (d>2*Hmax). Warunki meteorologiczne Obliczenia przeprowadzane są dla
propagacji hałasu z wiatrem. Propagacja hałasu z wiatrem ma
miejsce wtedy, gdy: kierunek wiatru jest w granicach
ą45º od kierunku łączącego środek dominującego źródła i środek punktu
odniesienia, prędkość wiatru wynosi od 1 do 5
s, mierzona jest na wysokości 3 - 11 m nad ziemią, Podstawowe równania Równoważny, z wiatrem, ciągły
poziom dźwięku w paśmie oktawowym w punkcie odbioru można obliczyć dla każdego
źródła punktowego z równania: LfT(Dw) = LW + DC -A Gdzie: LW - poziom mocy
źródła w paśmie oktawowym, w porównaniu
do mocy odniesienia = 1 pikowat (1pW), DC - korekcja
kierunkowa [dB], która opisuje wielkość odchylenia w danym kierunku
ekwiwalentnego poziomu dźwięku pochodzącego od źródła punktowego w stosunku do
poziomu dźwięku źródła wszechkierunkowego, A - tłumienie w paśmie oktawowym
[dB], A = Adiv
+ Aatm + Agr + Abar +Amisc Gdzie: Adiv - tłumienie spowodowane
odchyleniem geometrycznym, Aatm - tłumienie
spowodowane absorpcja atmosferyczną, Agr - tłumienie
spowodowane "ground" efektem, Abar - tłumienie
spowodowane przeszkodami, Amisc - tłumienie
spowodowane różnorodnymi innymi efektami, Gdzie: d- odległość pomiędzy źródłem a
punktem odbioru [m], d0 - odległość
odniesienia = 1m, Aatm = α*d/1000 Gdzie: α - współczynnik pochłania
atmosferycznego [dB/km] dla każdego pasma oktawowego (tabela 1). Tabela 1 - Współczynnik
tłumienia atmosferycznego α dla
pasm oktawowych
Wielkość Agr jest
rezultatem odbicia dźwięku od powierzchni ziemi. Tłumienie to jest spowodowane
przede wszystkim przez powierzchnie ziemi blisko źródła oraz blisko punktu
odbioru. Aby można było obliczyć to tłumienie powierzchnia ziemi powinna być
płaska, raczej pozioma lub ze stałym nachyleniem. Można wyróżnić 3 regiony dla
tzw. "ground" efektu: a) region źródłowy -
odległość od źródła w kierunku punktu odbioru o długości 30 hs (maksymalna długość dp), hs - wysokość źródła, dp - odległość od
źródła do punktu odbioru, b) region odbioru -
odległość od punktu odbioru w kierunku źródła o długości 30hr
(maksymalny dystans dp) hr - wysokość punktu
odbioru c)region środkowy -
pomiędzy regionem źródłowym a regionem odbioru. Jeśli dp, (30hs + 30hr) region źródłowy i
odbioru pokrywają się częściowo. Własności akustyczne każdego
regionu można obliczyć ze współczynnika G. Można wyróżnić 3 kategorii powierzchni ziemi: Powierzchnia twarda - np.
asfalt, woda, lód itp. G = 0, Powierzchnia porowata - np.
powierzchnia pokryta trawą, drzewami itp. G= 1, Powierzchnia mieszana - zawiera
elementy zarówno powierzchni twardej, jak i mieszanej 0<G<1. Adr = As + Ar + Am, Gdzie: As - tłumienie w
regionie źródłowym, Ar - tłumienie w
regionie punktu odbioru, Am - tłumienie w
regionie środkowym, Metody obliczenia tych wartości
zawiera tabela 2. Agr można obliczyć
również z innego wzoru: Hm - średnia wysokość
ścieżki propagacji (rysunek 3). Wzór ten można stosować, gdy: interesuje nas tylko poziom
dźwięku A w punkcie odbioru, hałas rozprzestrzenia się nad
powierzchnia porowatą lub mieszana z przewagą powierzchni porowatej, Tabela 3 Metoda obliczenia As
, Ar i Am
Ekranowanie Obiekt można zaliczyć do
przeszkód ekranujących, gdy: - Jego gęstość powierzchniowa
jest nie mniejsza niż 10 kg/m2, - Obiekt ma powierzchnie
zamkniętą bez dużych otworów, Wymiar poziomy, prostopadły do
linii łączącej punkt odbioru i źródło jest większy niż długość fali λ dla
nominalnej częstotliwości środkowej pasma oktawowego: Ll + Lr
< λ (rysunek 1). Rys 1
Przeszkody pomiędzy źródłem a punktem odbioru Dyfrakcja na krawędzi górnej: Abar
= Dz - Ag >0, Dyfrakcja na krawędziach
bocznych: Abar = Dz Dz - tłumienie
przeszkody w każdym paśmie oktawowym, Agr - tłumienie
spowodowane "ground" efektem, jeśli przeszkoda nie występuje. C1 = 20 [dB] (zawiera
efekt odbicia od powierzchni ziemi, w pewnych przypadkach może być równe 40 dB), C3 = 1 - dla
pojedynczego ugięcia, (rysunek 2) Rysunek 2
- dyfrakcja pojedyncza dla podwójnej dyfrakcji (rysunek
3) Rysunek 3
- dyfrakcja podwójna λ - długość fali (dla częstotliwości środkowej pasma oktawowego), Kmet - współczynnik
korekcji atmosferycznej, Z - różnica pomiędzy długością
drogi propagacji fali ugiętej na przeszkodzie a droga propagacji bez
przeszkody, E - odległość pomiędzy dwoma
krawędziami ugięcia, Dla pojedynczej dyfrakcji: Gdzie: Dss - odległość
pomiędzy źródłem a krawędzią ugięcia [m], Dsr - odległość
pomiędzy punktem odbioru a krawędzią ugięcia [m], A - składnik odległości
równoległy do krawędzi przeszkody pomiędzy źródłem a punktem odbioru [m], Dla podwójnej dyfrakcji: Kmet = 1 dla
z≤0. Odbicie Odbicie można potraktować w
kategorii źródła pozornego. Odbicia (np. od budynków)mogą zwiększyć poziom
hałasu w punkcie odbioru. Aby nastąpiło odbicie muszą być spełnione następujące
warunki: współczynnik odbicia ≥0,2, pole powierzchni jest
wystarczająco duże dla długości fali λ (rysunek4) Przykładowe współczynniki
odbicia: ściany - 1, ściany z oknami - 0,8, mury z otworami, które stanowią
50 % powierzchni - 0,4 Rysunek 4
- odbicie od przeszkody Poziom mocy źródła pozornego: Lw,im = Lw + 10*log(ς) + Dir Gdzie: ζ - współczynnik odbicia
(tabela) Dir - indeks
kierunkowości źródła, Współczynnik korekcji
meteorologicznej Cmet
= 0 jeśli dp <10(hs + hr) jeśli dp
>10(hs + hr Gdzie: Hs - wysokość źródła, Dp - odległość w
poziomie między źródłem a punktem odbioru, C0 - współczynnik
zależący od lokalnych warunków meteorologicznych (zależy od prędkości i
kierunku wiatru, gradientu temperatury itp.) Wartości Cmet można odczytać z wykresu (rysunek5) Rysunek 5
- współczynnik Cmet Dodatkowe typy tłumienia (Amisc) Wielkość Amisc
zawiera następujące wartości: Afol - tłumienie
dźwięku na terenach zielonych, Asite - tłumienie
dźwięku na terenach przemysłowych, Ahous - tłumienie
dźwięku na terenach mieszkalnych, Tereny zielone -
pokrycie drzewami i krzewami powoduje małe tłumienie dźwięku. Tłumienie
spowodowane jest przede wszystkim przez roślinność znajdującą się blisko źródła
dźwięku i blisko punktu odbioru (rysunek6). df = d1+ d2 Rysunek 6
- Tłumienia w wyniku rozprzestrzeniania się dźwieku na terenie zielonym W tabeli podane są współczynniki
tłumienia spowodowane przez roślinność. Tabela - Tłumienie w pasmach
oktawowych dla terenów zielonych
Tereny przemysłowe -
wartość Asite - zależy w dużym
od rodzaju terenu, w związku z tym powinna być wyznaczana za pomocą
pomiarów. Można jednak estymować jej wartość zgodnie z wartościami podanymi w
tabeli. Tłumienie to wzrasta wraz ze wzrostem wielkości obszaru przemysłowego,
po którym rozprzestrzenia się dźwięk (rysunek). Tabela - Współczynnik tłumienia
dla pasm oktawowych dla terenów przemysłowych
Tereny mieszkalne - Jeśli
punkt emisji i punkt odbioru znajdują się na terenie mieszkaniowym, tłumienie
spowodowane jest odbiciami od domów. Wartość tego współczynnika można
estymować dla poziomu dźwięku A następującym równaniem: Ahous = Ahous,1+Ahous,2, Ahous,1 = 0,1Bdb, [ dB] Gdzie: B- gęstość budynków wzdłuż drogi
propagacji na terenie mieszkalnym, Db - długość drogi
propagacji fali na terenie mieszkalnym, Ahous,2 = -10log[1-(p/100)] [dB] P - procent długości fasad domów
w stosunku do całkowitej długości propagacji fali ≤90%. Dokładność metody Dokładność metody podana jest w
tabeli. Tabela - Estymowana dokładność
obliczenia LAT(DW)
|