A zajtérkép szerepe a munkavédelem eszköztárában Márkus Miklós RICHTER GEDEON zajtérkép tanfolyam 2009 Dorog

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

Munkahelyi zajtérkép elméleti alapjai és forrásadatai Márkus Miklós RICHTER GEDEON zajtérkép tanfolyam 2009 Dorog

A FOLYAMAT Célok meghatározása Vizsgálandó üzemhelyiség kiválasztása 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

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

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]

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]

HANGTERJEDÉS SZABAD TÉRBEN 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

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

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]

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

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

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

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

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

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

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]

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

KIINDULÁSI PARAMÉTEREK Forrásadat Meghatározás módja Pontosság Geometriai paraméterek r (m) méréssel 1 cm Hangteljesítményszintek LW (dB) hangnyomásszint méréssel és számítással/becsléssel 0,1 dB Zajforrások darabszáma n (db) helyszíni bejárás során tapasztaltak alapján - Hangnyomásszintek LAeq (dB) hangnyomásszint méréssel Utózengési idő T (s) 0,01 s

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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”pA alapzaj mértékét Átlagolni kell a mérőfelületen mért A-hangnyomásszinteket Meg kell határozni a K1A alapzaj korrekciót

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

Köszönöm a figyelmet! Márkus Miklós markusmiklos@fonor.hu