© doc. Ing. Zdeněk Folta, Ph.D.

Prezentace na téma: "© doc. Ing. Zdeněk Folta, Ph.D."— Transkript prezentace:

1 © doc. Ing. Zdeněk Folta, Ph.D.
Verze Teze přednášek z předmětu „ Experimentální metody oboru“ Hluk a zvuk © doc. Ing. Zdeněk Folta, Ph.D.

2 Zvuk – základní definice
Zvuk může být definován jako taková změna tlaku vzduchu kterou je člověk schopen zaznamenat. Nejznámější přístroj pro detekci změny tlaku vzduchy je barometr, který zaznamenává změny tlaku vzduchu při změně počasí. Uvedená změna je ovšem tak pomalá, že ji člověk není schopen sluchem registrovat. Pokud však je změna atmosférického tlaku rychlejší, nejméně 20krát za sekundu, pak ji slyšíme a nazýváme ji zvuk Tlaková vlna

3 pro decibelovou stupnici, 2 · 10-5 Pa = 0 dB – práh slyšitelnosti.
Nejmenší zvuk Nejmenší zvuk, který je zdravý člověk schopen rozpoznat, je amplituda 20 milióntin Pascalu (20 mPa), což je „pětimiliardtina“ atmosférického tlaku. Tento zvuk se v reálném prostředí vyskytuje jen zcela výjimečně. Je to referenční hodnota pro decibelovou stupnici, 2 · 10-5 Pa = 0 dB – práh slyšitelnosti.

4 V decibelové stupnici to je 140 dB – práh bolestivosti.
Největší zvuk Kupodivu maximální tlak zvuku, který je člověk schopen tolerovat, je miliónkrát větší. Hranice bolestivosti, která je na hodnotě 200 Pa ( mPa). V decibelové stupnici to je 140 dB – práh bolestivosti.

5 Jedná se o logaritmickou stupnici, kde hodnota hranice slyšitelnosti
Hluk v decibelech Jedná se o logaritmickou stupnici, kde hodnota hranice slyšitelnosti p0 = 20 mPa = 0 dB. Pro vlastní výpočet hladiny zvuku L [dB] ze známé (naměřené) hodnoty akustického tlaku p se používá vztah Hranice bolestivosti, která je na hodnotě mPa, se tak zkomprimuje na 140 dB na stupnici hluku.

6 Subjektivní vnímání zvuku
Zvýšení přibližně o 10 dB znamená subjektivní zdvojnásobení zvuku. Zvýšení slyšitelného zvuku o 6 dB znamená zdvojnásobení hodnoty akustického tlaku. Nejmenší subjektivně rozpoznatelná změna hladiny hluku je asi 3 dB.

7 Frekvence zvuku Počet tlakových změn za sekundu nazýváme frekvencí a udáváme ji v Hertzích [Hz]. Člověk je schopen vnímat zvuk o frekvenci od asi 20 Hz do Hz. Pro představu klavír má frekvenční rozsah mezi nejnižším tónem a nejvyšším 27,5 Hz až Hz, běžný lidský hovor produkuje zvuk s hlavní frekvencí kolem Hz.

8 Frekvence zvuku Infrazvuk 1 Hz až 16 Hz
Nízkofrekvenční hluk < 100 Hz Slyšitelné pásmo 31,5 Hz až 8 kHz Vysokofrekvenční hluk 8 až 16 kHz Ultrazvuk > 20 kHz, (do 40 kHz) Impulsní hluk

9 Subjektivní vnímání zvuku
Člověk není stejně citlivý na všechny zvukové frekvence. Nejcitlivěji vnímá zvuky mezi 2 kHz a 5 kHz, na vyšší a nižší frekvence je méně citlivý. Například tón frekvence 50 Hz musí být o 15 dB vyšší, než tón s frekvencí 1 kHz, aby dal stejný subjektivní zvuk na úrovni 70 dB. Proto se při měření zvuku používají korekční filtry, které upravují lineární charakteristiku měřicího mikrofonu na způsob vnímání zvuku člověkem. Pro hluková měření se nejčastěji používá filtr A (obr. 4). Taková hladina zvuku se pak označuje LA a označení filtru se někdy uvádí i za jednotku (např. LA = 91 dB(A).

10 Frekvenční vážení A

11 Frekvenční vážení G

12 Frekvenční vážení

13 Platná legislativa ve vztahu k hluku
Tématu hluku se především týkají následující právní předpisy: Zákon č. 258/2000 Sb. „O ochraně veřejného zdraví” a o změně některých souvisejících zákonů. • Předpis č. 272/2011 Sb. - Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací.

14 Jeho řešením je výpočet tzv. ekvivalentní trvalé hladiny zvuku Leq,T
Časově proměnný hluk Jeho řešením je výpočet tzv. ekvivalentní trvalé hladiny zvuku Leq,T Takováto konstantní hladina zvuku má energeticky stejné působení jako proměnlivá hladina zvuku

15 Akustický tlak a výkon Akustický výkon je akustický tlak měřený ze vzdálenosti 1 m od středu měřeného objektu. S0 = 1 m2

16 Zákon č. 258/2000 Sb. O ochraně veřejného zdraví
Osoba, která používá, popřípadě provozuje stroje a zařízení, která jsou zdrojem hluku nebo vibrací, provozovatel letiště a vlastníci, popřípadě správci pozemních komunikací, železnic a dalších objektů, jejichž provozem vzniká hluk, jsou povinni technickými, organizačními a dalšími opatřeními zajistit, aby hluk nepřekračoval hygienické limity. Pokud při používání, popřípadě provozu zdroje hluku nebo vibrací, nelze z vážných důvodů hygienické limity dodržet, může osoba zdroj hluku nebo vibrací provozovat jen na základě povolení vydaného na návrh této osoby příslušným orgánem ochrany veřejného zdraví. Orgán ochrany veřejného zdraví časově omezené povolení vydá, jestliže osoba prokáže, že hluk byl omezen na rozumně dosažitelnou míru a provozem nebo používáním zdroje hluku nebude ohroženo veřejné zdraví. Rozumně dosažitelnou mírou se rozumí poměr mezi náklady na protihluková opatření a jejich přínosem ke snížení hlukové zátěže. Prováděcí právní předpis upraví hygienické limity hluku a vibrací pro denní a noční dobu, způsob jejich měření a hodnocení. Noční dobou se pro účely kontroly dodržení povinností v ochraně před hlukem a vibracemi rozumí doba mezi a 6.00 hodinou.

17 Nařízení vlády č. 148/ „O ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací“ ze dne 15. března 2006 Hlukem je zde každý zvuk, který může být škodlivý pro zdraví nebo může být jinak nebezpečný. Hodnoty ustáleného a proměnného hluku se vyjadřují ekvivalentními hladinami akustického tlaku A LA,eq,T. Z hlediska hlukové zátěže ve vztahu k bydlení je možno, podle tohoto nařízení, měřit hodnoty hluku uvnitř staveb pro bydlení a staveb občanského vybavení a přípustné hodnoty hluku ve venkovním prostoru. V denní době se stanoví pro osm souvislých a na sebe navazujících nejhlučnějších hodin, v noční době pro nejhlučnější hodinu. Pro hluk z dopravy na veřejných komunikacích a železnicích a pro hluk z leteckého provozu se stanoví pro celou denní a noční dobu.

18 Limity hluku pro pracoviště
Ustálený a proměnný hluk hygienický limit pro osmihodinovou pracovní dobu LA,eq,8h = 85 dB; pro pracoviště, na nichž je vykonávána duševní práce náročná na pozornost a soustředění a dále pro pracoviště určená pro tvůrčí práci LA,eq,8h = 50 dB; duševní práce rutinní povahy včetně velínu LA,eq,T = 60 dB; ve stavbách pro výrobu a skladování kde hluk nevzniká pracovní činností LA,eq,T, = 70 dB na ostatních pracovištích nesmí hladina překročit LA,eq,T = 55 dB.

19 Frekvence zvuku a limity
Infrazvuk 1 Hz až 16 Hz Lt,eq,8h se rovná 110 dB. Nízkofrekvenční hluk nízkofrekvenčním hlukem je slyšitelný zvuk s tónovými složkami v pásmu kmitočtů nižších než 100 Hz LG,eq,8h se rovná 116 dB Vysokofrekvenční hluk vysokofrekvenčním hlukem je slyšitelný zvuk s tónovými složkami v pásmu kmitočtů vyšších než 8 kHz (8, 10, 12,5 a 16 kHz) Lt,eq,8h se rovná 75 dB Ultrazvuk 20 kHz, 25 kHz, 31,5 kHz a 40 kHz Lt,eq,8h se rovná 105 dB. Impulsní hluk LA,eq,8h = 85 dB CpC,peak se rovná 200 Pa = 140 dB.

20 Základní limity hluku pro bydlení
Nejvyšší přípustná ekvivalentní hladina akustického tlaku A v chráněných vnitřních prostorech staveb se stanoví pro hluky pronikající zvukem zvenčí součtem základní hladiny akustického tlaku LA,eq,T = 40 dB a korekcí přihlížejících k využití prostorů a denní době podle přílohy č. 5 k tomuto nařízení. Nejvyšší přípustná ekvivalentní hladina akustického tlaku A v chráněném venkovním prostoru a v chráněných venkovních prostorech staveb se stanoví součtem základní hladiny hluku LA,eq,T = 50 dB a příslušné korekce pro denní nebo noční dobu a místo podle přílohy č. 6 k tomuto nařízení. Pokud by bylo technicky prokázáno, že ve stávající zástavbě po vyčerpání všech prostředků její ochrany před hlukem, není technicky možné dodržet hladinu hluku ve venkovním prostoru, je nutné potřebnou ochranu chráněných vnitřních prostorů staveb před hlukem zajistit tak, aby bylo vyhověno podmínkám stanoveným pro vnitřní prostory staveb. Přitom musí být zachována možnost jejich potřebného větrání.

21 Korekce ve stavbách pro bydlení
Druh chráněné místnosti Doba Korekce [dB] Nemocniční pokoje 6.00 až h 22.00 až 6.00 h -10 Lékařské vyšetřovny, ordinace po dobu používání Operační sály Obytné místnosti včetně kuchyní, hotelové pokoje Přednáškové síně, učebny a ostatní místnosti škol, předškolních zařízení a školních zařízení koncertní síně, kulturní střediska +10 Čekárny, vestibuly veřejných úřadoven a kulturních zařízení, kavárny, restaurace +15 Prodejny, sportovní haly +20

22 Korekce v chráněném venkovním prostoru
1) 2) 3) 4) Chráněné venkovní prostory staveb nemocnic a staveb lázní -5 +5 +15 Chráněný venkovní prostor nemocnic a lázní Chráněné venkovní prostory ostatních staveb a chráněné ostatní venkovní prostory +10 +20 Poznámka: korekce uvedené v tabulce se nesčítají. Pro noční dobu se použije další korekce -10 dB s výjimkou hluku z železniční dopravy, kde se použije korekce -5 dB. 1) Použije se pro hluk z provozoven a z jiných stacionárních zdrojů. Použije se i pro hluk způsobený provozem po neveřejných komunikacích. 2) Použije se pro hluk z pozemní dopravy na veřejných komunikacích. 3) Použije se pro hluk v okolí hlavních komunikací, kde hluk z dopravy na těchto komunikacích je převažující a v ochranném pásmu drah. 4) Použije se pro starou hlukovou zátěž z pozemních komunikací a z drážní dopravy. Tato korekce zůstává zachována i po rekonstrukci nebo opravě komunikace.

23 Souhrn Jak vyplývá z uvedených předpisů, nesmí být pro noční dobu překročena ekvivalentní trvalá hladina hluku: Hladina a korekce V chráněných vnitřních prostorech staveb V chráněném venkovním prostoru Základní 40 dB 50 dB Korekce pro noční dobu ( neželezniční / železniční doprava) -10 dB -10 / - 5 dB Korekce pro „starou zátěž“ - +20 dB Maximální trvalá ekvivalentní hladina hluku pro noční dobu 30 dB 60 / 65 dB Dle Zákona o drahách č.264/1995 Sb, je ve smyslu § 3, odst 1d) železnicí i „speciální dráha, která slouží zejména k zabezpečení dopravní obslužnosti obce“. Kategorizace železniční/neželezniční doprava je ve vztahu k Státnímu orgánu ochrany zdraví dosud nevyjasněna pro případ ostravské tramvajové dopravy.

24 Hluková mapa Norma ...

25 Vliv hluku pozadí Půlhodinový hluk na ulici Opavská
- hluk pozadí LA = 32 dB - hodnota LA,eq,T = 52,9 dB Půlhodinový hluk na ulici Vítkovická - hluk pozadí LA = 48 dB - hodnota LA,eq,T = 57,6 dB Rozdíl LA,eq,T = 4,7 dB

26 Vliv četností průjezdů
Půlhodinový hluk na ulici Vítkovická mezi 01:00 a 01:30 hod – 2 tramvaje + 3 vozidla – hodnota LA,eq,T = 57,6 dB Půlhodinový hluk na ulici Vítkovická mezi 05:30 a 06:00 hod – 5 tramvají + 20 vozidel – hodnota LA,eq,T = 64,9 dB Rozdíl LA,eq,T = 7,3 dB

27 Hluk výrobků a návod k použití
musí poskytovat následující informace o emisi hluku šířícího se vzduchem ze strojního zařízení, a to buď skutečnou hodnotu, nebo hodnotu stanovenou na základě měření identického strojního zařízení: ekvivalentní hladinu akustického tlaku A na stanovišti obsluhy, pokud přesahuje 70 dB; pokud tato hodnota nepřesahuje 70 dB, musí být tato skutečnost uvedena, hodnotu okamžitého špičkového akustického tlaku C na stanovištích obsluhy, pokud přesahuje 63 Pa (= 130 dB), hladinu akustického výkonu vyzařovaného strojním zařízením v případech, kdy ekvivalentní hladina akustického tlaku A přesáhne na stanovištích obsluhy hodnotu 85 dB.

28 Hluk výrobků a návod k použití
V případě rozměrného strojního zařízení se místo hladiny akustického výkonu mohou uvádět ekvivalentní hladiny akustického tlaku na stanovených místech poblíž (v okolí) strojního zařízení. Jestliže nejsou použity harmonizované technické normy, musí se hladiny akustického tlaku měřit metodami nejvhodnějšími pro dané strojní zařízení. Výrobce musí uvést provozní podmínky u strojního zařízení během měření a také použité metody měření. Nejsou-li určena stanoviště obsluhy nebo není-li možné je určit, měří se hladiny akustického tlaku ve vzdálenosti 1 m od povrchu strojního zařízení a ve výšce 1,60 m od podlahy nebo přístupové plošiny. Musí být uvedeno místo a hodnota nejvyššího akustického tlaku.