odporność akustyczna

Ekrany Akustyczne a Hałas Drogowy

Hałas i wibracje z nim związane są zanieczyszczeniami środowiska przyrodniczego chara- kteryzującymi się mnogością źródeł i powszechnością występowania. Świadczy o tym fakt, że hałas o ponadnormatywnym poziomie obejmuje 21% powierzchni kraju, oddziaływując na jedną trzecią ludności. Według przepisów i zagadnień dotyczących ochrony słuchu, ludzie nie powinni być narażeni na hałas o podwyższonym poziomie, zagrażający ich zdrowiu i jakości życia. Dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku reguluje rozporządzenie ministra ochrony środowiska, zasobów naturalnych i leśnictwa z dnia 13 maja 1998 r. Dopuszczalny poziom hałasu generowany przez drogi lub linie kolejowe w zależności od rodzaju terenu w ciągu dnia wynosi od 50 do 65 dB, a w nocy jest o 10 dB niższy [3]. Na poniższym rysunku przedstawiono przykładowe poziomy dźwięków generowanych przez otoczenie.



Hałas komunikacyjny powstaje w dwojaki sposób. Po pierwsze generowany jest przez silniki samochodowe, które wytwarzają dźwięki o niskiej częstotliwości, a poziom hałasu zależy w dużej mierze od prędkości poruszających się samochodów. Po drugie jest efektem toczenia kół pojazdów o powierzchnię jezdni i tutaj hałas przybiera postać dźwięków o wysokiej częstotliwości, a czynnikiem wzmagającym jego poziom może być stan nawierzchni oraz jej wilgotność. Poziom hałasu drogowego jest uzależniony od takich czynników, jak: natężenie ruchu, udział pojazdów hałaśliwych (samochody ciężarowe, autobusy, tramwaje, motocykle), płynność ruchu, pochylenie drogi.

Zastosowanie ekranów akustycznych jest jednym ze sposobów mających na celu zmniejszenie natężenia dźwięku. Przestrzeń, która z założenia ma być chroniona przed negatywnym działaniem hałasu drogowego znajdująca się za ekranami, to tzw. obszar cienia akustycznego. Fala dźwiękowa napotykając na swojej drodze przeszkodę podlega częściowo pochłonięciu, odbiciu i ugięciu na krawędzi. Ugięcie fali, czyli dyfrakcja na krawędzi ekranu powoduje zmniejszenie jego efektywności w obszarze cienia akustycznego. Skuteczność ochrony zależy przede wszystkim od tego, jaką część hałasu przejmie sam ekran, a ile wskutek załamania fali zostanie przeniesione do strefy cienia akustycznego. Projektując ekrany akustyczne wyznacza się ich geometrię oraz usytuowanie względem źródła i odbiorcy na podstawie wymaganej efektywności akustycznej. Podstawowym schematem przy obliczaniu ekranów jest układ źródło - ekran - obserwator. Pod względem właściwości akustycznych można je podzielić na odbijające, odbijająco – rozpraszające i pochłaniające. Ekrany akustyczne są tym bardziej skuteczne, im są sytuowane bliżej źródła hałasu, a efektywna odległość, na której hałas jest redukowany, może być obliczona z prostej zależności:

δ = a + b − c
Przy odległości δ = 1 m poziom hałasu może być zredukowany o 15 dB, co ilustruje poniższy rysunek.



Minimalna wysokość ekranów zamyka się w granicy ok. 2 m, chociaż niższe ekrany są również stosowane w połączeniu z wysokimi nasypami, natomiast górna granica wysokości to ok. 10 m. Badania wskazują na dobre właściwości akustyczne ekranów składających się z panelu głównego oraz krótkich paneli umieszczonych na jego szczycie, w wyniku czego tworzy się panel podwójny lub potrójny, który w określonych warunkach może dodatkowo obniżyć poziom hałasu o ok. 4 dB [5].

Kryteria Doboru Ekranów Akustycznych

Proponuje się następujące kryteria doboru ekranów:
a) właściwości akustyczne paneli,
b) zgodność ze środowiskiem lokalnym (tereny wiejskie, przemysłowe, zurbanizowane),
c) charakterystyka pasa drogowego,
d) koordynacja z urządzeniami infrastruktury drogowej (oznakowanie, sygnalizacja, urządzenia bezpieczeństwa drogowego),
e) aspekty ochrony środowiska,
f) estetyka,
g) odporność na działanie środowiska agresywnego,

Istotnym kryterium mogącym zadecydować o wyborze konkretnego rozwiązania jest aspekt finansowy. W tablicy przedstawiono wskaźnikowe koszty budowy i utrzymania ekranów w zależności od rodzaju konstrukcji.

Rodzaj ekranu	Koszty budowy	Koszty utrzymania
Nasypy ziemne	niskie	stosunkowo niskie
Ekrany drewniane	niskie	niskie
Ekrany betonowe	stosunkowo niskie	bardzo niskie
Ekrany z cegły lub kamienia	średnie	bardzo niskie
Ekrany z tworzywa sztucznego	średnie	średnie
Ekrany metalowe	średnie	średnie
Ekrany przeźroczyste	wysokie	wysokie

Źródło: IV Ogólnopolska Konferencja Mostowców - Konstrukcja i Wyposażenie Mostów