Dr. Fi István Közlekedéstervezés 10. előadás.

Az előadások a következő témára: "Dr. Fi István Közlekedéstervezés 10. előadás."— Előadás másolata:

1 Dr. Fi István Közlekedéstervezés 10. előadás

2 A közúti forgalom következtében kialakuló levegőszennyezés
A levegőszennyezés befolyásoló tényezőinek áttekintése A gépjárművek közepesen nagy forgalom esetén csaknem folyamatos oszloppá állnak össze, és az utak környezetét — mint vonalszerű szennyező források — kipufogógázzal terhelik. Ezeknek a vonali forrásoknak a károsanyag-kibocsátását a forgalmi körülmények és a gépjárműforgalom műszaki emissziós jellemzői hatá-rozzák meg.

3 A közúti forgalom következtében kialakuló levegőszennyezés
A forgalmi körülmények közül a kipufogógáz meny-nyiségeket elsősorban az alábbiak befolyásolják: a forgalom nagysága, a forgalom összetétele (a személygépkocsik, a tehergép-kocsik, ezen belül is a nehéz tehergépkocsik aránya), a forgalom akadályoztatottsága (a haladási sebesség nagysága és szórása), az útvonal geometriai kialakítása.

4 A közúti forgalom következtében kialakuló levegőszennyezés
A járművek műszaki-emissziós jellemzői a következő tényezőktől függenek: a járműmotorok működési módja (benzin vagy diesel üzem, 2 vagy 4 ütem, közvetlen befecskendezésű vagy örvénykamrás égési eljárású), a járművek műszaki berendezésekkel való felszereltsége (katalizátor, kipufogógáz visszavezetés, utánégető), a járművek terhelése (nehézjárművek), az alkalmazott hajtóanyag minősége (oktánszám, ólom-mentes benzin).

5 A közúti forgalom következtében kialakuló levegőszennyezés
A kibocsátott kipufogógázok előbbiek által meghatá-rozott mennyisége az emisszió az utak környezetében felhígul, szétterjed és a folyamatból kialakuló lég-szennyezés, az imisszió mértékét elsősorban befolyásol-ják: az átlagos szélsebesség és szélirány, a légállapot stabilitása, az útpálya magassága, az út környezete (beépítettség, erdősáv, zajvédő fal, stb.), az úttól mért távolság, az egyes légszennyező anyagok átalakulása.

6 A közúti forgalom következtében kialakuló levegőszennyezés
Az imisszió tehát számos tényezőtől függ, amelyek önmagukban is széles határok között ingadoznak rövid időtartamon belül is. A tervezési munka során ezért mindig a mértékadó vagy az átlagos jellemzőket kivá-lasztva kell az esetlegesen káros, mértékadó, ill. az átla-gos légszennyezési szintet meghatározni az utak kör-nyezetében. A következőkben összefoglalt magyar számítási eljárás számos egyszerűsítést, így pon-tatlanságot tartalmaz. Igazán pontos helyzetértékelés csak imissziós mérések alapján történhet.

7 A várható légszennyezés számítása
Az emisszió számítható értéke A kibocsátott anyagok meghatározásához a járműfo-lyam mint vonalszerű szennyeződés emissziója haszná-landó. A következő táblázat a személygépkocsi, az ezt követő pedig a tehergépkocsi fajlagos emisszió-értékeit tartalmazza a sebességek függvényében (álló helyzetben is), sebességlépcsőnként g/km dimenzióban.

8 Fajlagos emisszióértékek (személygépkocsi, 2000. év)

9 Fajlagos emisszióértékek (Nehéz tehergépkocsi, járműszelvény, 2000
Fajlagos emisszióértékek (Nehéz tehergépkocsi, járműszelvény, év, közepes terhelés)

10 A várható légszennyezés számítása
A táblázatok és a forgalom adatai alapján a vizsgált út-szakasz károsanyag kibocsátásának számítása a követ-kező módon lehetséges: ahol: Ei - a vizsgált útszakaszon áthaladó gépjárműfolyam teljes károsanyag kibocsátása az “i”-edik kipufogógáz komponensből [g/s·m vagy mg/s·m]. A kibocsátást 1 s-ra és 1 m-re vonatkozóan adja meg az összefüggés eij - a „j”-edik járműfajta kibocsátása az “i”-edik kipufo-gógáz-fajtából az előző táblázatok alapján, a jármű-folyam tényleges sebességénél [g/km] n - a járműfolyam járműszáma személygépkocsiban, te-hergépkocsiban (j = 1, 2)

11 A várható légszennyezés számítása
Mivel az emissziós mérési eredmények csak az említett két típusra állnak rendelkezésre, a többi eltérő jármű-fajta az alábbi táblázat emissziós egyenérték-tényező-ivel személygépkocsira számítható át.

12 A várható légszennyezés számítása
A légszennyezés terjedési egyenlete Folytonos vonalforrás gázállapotú szennyezőanyag ki-bocsátása következtében rövid idejű átlagolási időtar-tamra (1 óra) vonatkozóan, a koncentráció számítása felszín-közeli receptor pontban a következő lapon látható képlettel történhet (figyelmen kívül hagyva az ülepedés és az átalakulás hatását).

13 A várható légszennyezés számítása
ahol: Ci - az imissziós koncentráció [mg/m3] Ei - az emisszió értéke [mg/s·m] u - a szélsebesség [m/s] zv - folytonos vonalforrás esetén a függőleges turbulens szóródási együttható [m] α - a szélirány és az út által bezárt szög [fok]

14 A várható légszennyezés számítása
A zv érték számítása: zv = (zo2 + z2)1/2, ahol: z - folytonos pontforrás esetén a függőleges turbulens szóródási együttható [m] zo - a függőleges irányú kezdeti szóródási együttható [m] (ha a vonalforrás gépkocsi, akkor értéke: 1,5) A z érték az alábbi egyenletből határozható meg: z = 0,38 p1,3(8,7–ln (H/zo)) x1,55·exp(-2,35p), H - a kibocsátás effektív magassága (szgk esetén: 0,3 m) x - a kibocsátó forrástól mért távolság (m) zo - az érdességi paraméter, értékeit a következő táblázat tartalmazza:

15 A várható légszennyezés számítása
Az érdességi paraméter értékei

16 A várható légszennyezés számítása
p - a szélprofil egyenlet kitevője, értéke a Pasquill-féle stabilitás-indikátortól függ: A stabilitás-indikátor megfelelő értéke a következő táblázat alapján választható ki:

17 A várható légszennyezés számítása
A táblázatban szereplő stabilitás indikátorra vonatkozó betűk jelentése: A - erősen labilis B - mérsékelten labilis C - gyengén labilis D - semleges E - gyengén stabil F - mérsékelten stabil F* - erősen stabil

18 A várható légszennyezés számítása
A besugárzás mérsékelt, ha az égbolt derült és a nap-magasság 35° és 60° között van. Erős a besugárzás, ha a nap 60° fölött jár, és gyenge, ha 35° alatt. A felhőzet a besugárzást csökkenti. Közepes szintű felszakadozott felhőzet az erős besugár-zást mérsékelt erősségűre, alacsony szintű, felszaka-dozott felhőmennyiség gyenge mértékűre csökkenti. Borult égbolt esetén a D semleges kategória alkalma-zandó nappal is és éjszaka is. A fenti módon kiszámított koncentrációk a környezeti levegő előírásaiban rögzített értékekkel hasonlítandók össze (lásd a következő táblázatot).

19 A környezeti levegő előírásai

20 A forgalmi zaj számítása (az MSz 07 3720-1990 alapján)
A számítás elve A számítás a közúti forgalomból származó, a terhelési pontban várható, az előírásokkal összevethető mérték-adó A-hangnyomásszintet adja eredményül. A számítás során valamennyi olyan közutat figyelembe kell venni, amely befolyásolhatja az eredményt. A közutakat olyan homogén szakaszokra kell bontani, amelyeken belül a forgalom, a beépítés, a távolság állandó.

21 A forgalmi zaj számítása
A szakaszokon meghatározott (lásd később) egyenértékű hangnyomásszintet (LAeq) összegezni kell: ahol n - az útszakaszok száma. Az egyes szakaszokon, a nappali és éjszakai forgalomra vonatkozóan külön-külön, a legnagyobb megengedett sebesség alapulvételével, az adott útszakasz közép-vonalától 7,5 m-es referencia távolságra számítandó a kiindulási egyenértékű A-hangnyomásszint.

22 A forgalmi zaj számítása
Ebből korrekciós tényezők hozzáadásával a közép-vonaltól „d” távolságra lévő és „h” magasságú észlelési ponton adódik az egyenértékű hangnyomásszint. Ha a forgalom irányonként is ismert, akkor irányonként is el kell végezni a számítást. Kettőnél több sáv esetén a forgalom a szélső sávokba helyezendő. Irányonkénti megosztás hiányában a for-galom a két szélső sávba egyformán osztandó meg.

23 A forgalmi zaj számítása
A kiindulási egyenértékű A-hangnyomásszint számítása A kiindulási A-hangnyomásszintnek a referencia távol-ságban várható értéke, szabadon áramló forgalom és akadálytalan hangterjedés esetén: ahol LAeq,i(7,5) értékei három járműkategóriára vonatkozóan: LAeq,1(7,5) = 15, lg Q1 + 16,7 lg v1 LAeq,2(7,5) = 17, lg Q2 + 19,0 lg v2 LAeq,3(7,5) = 23, lg Q3 + 16,7 lg v3

24 A forgalmi zaj számítása
Az előző képletben: v1–v3 - az egyes járműkategóriák legnagyobb megen-gedett menetsebességei [km/h] (a legkisebb alkal-mazható értékek v1 = 60, v2 = 50, v3 = 50 km/h) Q1–Q3 - az egyes járműkategóriák mértékadó nappali és éjszakai forgalmai.

25 A forgalmi zaj számítása
A forgalmak megállapítása, ha rendelkezésre áll nap-szaktényező: NAFnappali,i = ÁNFi (1/an,i) EAFéjjel,i = ÁNF - NAFnappal,i ahol: ÁNFi - az átlagos napi forgalom az „i” járműka-tegóriában, NAFnappali,i - a 6 – 22 óráig tartó átlagos forgalom az „i” járműkategóriában, EAFéjjel,i - a 22 – 6 óráig tartó átlagos forgalom az “i” járműkategóriában, an,i - a nappali órákra járműkategóriánként meg-határozott napszaktényező.

26 A forgalmi zaj számítása
Napszaktényezők hiányában használandó összefüggé-sek: NAFnappali,i = 0,92 ÁNFi EAFéjjel,i = 0,08 ÁNFi Innen Q értékei: Qnappal,i = NAFnappal,i/16 Qéjjel,i = EAFéjjel,i/8 A járműkategóriák: 1. kategória: személygépkocsi, segédmotorkerékpár, mikrobusz; 2. kategória: tehergépkocsi, autóbusz, trolibusz, villamos, munkagép; 3. kategória: nehéz tehergépkocsi, csuklós autóbusz, betonlemezes felépítményen közlekedő villamos.

27 A forgalmi zaj számítása
Az észlelési ponton várható hangnyomásszint számítása A védendő létesítmény előtti megítélési pontokban (épület homlokzata előtt 2 m-rel, beépítetlen területen az építési vonal előtt szintén 2 m-rel, az egyes födémek fölött 1,5 m-rel, épületek közötti tereken a terep fölött 1,5 m-rel, szabad területen terepszinten) a közúti közlekedés várható LAeq(d,h) egyenértékű hangnyomásszintje: ahol Ki - a korrekciós tényezőket jelenti.

28 A korrekciós tényezők számítása
A távolságtól függő korrekció Kd(dB) általában Kd = 12,5 lg(7,5/d) ahol d - az út középvonala és az észlelési pont közötti távolság A „d” távolság értékét a zajforrás és az észlelési pont magasságának figyelembevételével kell megállapítani. A zajforrás 0,5 m magasra választandó. Ha az útvonal és az észlelő közötti szabad terület hangelnyelő tulajdonságú, akkor a távolsági korrekció: Kd = 15 lg(7,5/d)

29 A korrekciós tényezők számítása
Az emelkedéstől függő korrekció Ke [dB] Ke = 0,6 (e - 0,5) ahol e - az emelkedés mértéke %-ban (a korrekció 5 % fölött alkalmazandó) Az útburkolattól függő korrekció Kb [dB]

30 A korrekciós tényezők számítása
Az útkereszteződéstől függő korrekció Kk /dB/ A Kk keresztezési korrekció akkor alkalmazandó, ha a keresztezés az út tengelye mentén mért 150 m-es tá-volságon belül van. 150 m felett korrekció nem szük-séges.

31 A korrekciós tényezők számítása
A hangvisszaverődéstől függő korrekció Kh [dB] A visszaverődési korrekciót az észlelési pont relatív magassága (h/sz), az észlelési pont h magassága [m], az út épülethomlokzattól épülethomlokzatig mért sz szé-lessége [m] és az észlelővel szembeni beépítés függ-vényében kell az alábbi táblázatból kiválasztani: Ha az észlelési pont magassága nagyobb mint a szem- ben lévő oldalon az épületmagasság, akkor a megfelelő értékek 1 dB-lel csökkentendők (minimális érték 0,5 dB).

32 A korrekciós tényezők számítása
A hangárnyékolástól függő korrekció Ká [dB] A Ká érték számításához először számítandó a zajár-nyékolási tényező za, amelynek számítása az alábbi ábra alapján: za = A + B – D Ká = 10 lg(0,6 za + 6)/(150 za + 20) ha za  0,01 m Ká = -( za) ha 0,01  za  0 Ká = 0 ha 0  za Többféle árnyékoló objektum esetén a legnagyobb Ká veendő figyelembe.

33 A korrekciós tényezők számítása
A vizsgált útszakasz rálátási szögétől függő korrekció Ksz [dB] Ha a belátható útszakasz rövidebb mint 600 m, és részben objektumok által takart, akkor az ábra szerinti rálátási szög számítandó: Ksz = 10 lg (β/180), ahol β - a rálátási szög fokban.

34 A korrekciós tényezők számítása
A növénysávtól függő korrekció Kz [dB] Kz = 0,05·dz ahol dz - a hangút növénysávba eső hossza méterben. A növénysáv hatása akkor vehető figyelembe, ha a sáv legalább 30 m széles. A korrekció 0-tól 5 dB-ig terjedhet. Az ilyen módon számított zajszint a következő táblázatban adott meg-engedett terhelési értékekkel hasonlítandó össze:

35 Megengedett zajterhelés mértéke

36 Mintapélda Mintapélda a számítás végrehajtására
A hosszútávú forgalmi becslés alapján nappal, egy for-galmi sávra: Q1 = 419 j/h v1 = 60 km/h Q2 = 111 j/h v2 = 50 km/h Q3 = 32 j/h v3 = 50 km/h Éjjel, egy forgalmi sávra: Q1 = 52 j/h v1 = 60 km/h Q2 = 14 j/h v2 = 50 km/h Q3 = 4 j/h v3 = 50 km/h

37 Mintapélda Nappali zajkibocsátás egy forgalmi sávra:
LAeq,1(7,5) = 15,0+10·lg Q1+16,7·lg v1= 70,92 dB(A) LAeq,2 (7,5) = 17,3+10·lg Q2+19,0 lg v2 = 70,03 dB(A) LAeq,3 (7,5) = 23,2+10·lg Q3+16,7 lg v3 = 66,62 dB(A) LAeq(7,5) = 74,32 dB(A) Nappali zajkibocsátás két forgalmi sávra: LAeq (7,5) = 10·lg (2*100,1*74,32) = 77,33 dB(A)

38 Mintapélda Éjszakai zajkibocsátás egy forgalmi sávra:
LAeq,1 (7,5) = 61,86 dB (A) LAeq,2 (7,5) = 61,04 dB (A) LAeq,3 (7,5) = 57,59 dB (A) LAeq (7,5) = 65,29 dB (A) Éjszakai zajkibocsátás két forgalmi sávra: LAeq (7,5) = 10 lg (2*100,1*65,29) = 68,30 dB (A)

39 Mintapélda A kritikus pontokon védelem nélkül várható egyenérté-kű hangnyomásszint: LAeq(d,h) = LAeq(7,5) + Kd + Ke + Kb + Kk + Kh + Ká + Ksz + Kz Jelen esetben a helyi adottságok miatt figyelmen kívül hagyhatóak: Ke, Kk, Kh, Kz, Kb Számítandók: Kd = 12,5 lg(7,5/d) Ká = 10lg((0,6 za + 6)/(150 za + 20)) ha za  0,01 Ká = - ( za) ha 0,01  za  0 Ksz= 10lg(B/180)

40 Mintapélda Vizsgálati pontra vonatkozó számítás:
d = 26 m, Kd = - 6,75 dB(A), Ká = 0, Ksz = 0 LAeq,nappali(d,h) = 77,33 – 6,75 = 70,58 dB(A), amely a megengedett határértéknél 5,58 dB (A) értékkel rosszabb, és LAeq,éjjeli(d,h) = 68,30 – 6,75 = 61,55 dB(A), amely a megengedett határértéknél 6,55 dB (A) értékkel rosszabb. A helyi adottságok miatt a zajcsökkentés egyedüli for-mája a zajvédő fal építése.

41 Mintapélda 1,5 m magas zajvédő falat feltételezve a kritikus ponton a zajnyomásszint számítása a következő: Geometriai adatok:

42 Mintapélda A1 = 3,88; B1 = 20,5; s1 = 24,25 , így z1 = A1 + B1 – s1 = 0,13 A2 = 7,32; B2 = 20,5; s2 = 27,75 , így z2 = A2 + B2 – s2 = 0,07 Kd1 = 12,5 lg(7,5/d1) = - 6,37 Kd2 = 12,5 lg(7,5/d2) = - 7,10 Ká1 = 10lg((0,6 z1 + 6)/(150 z1 + 20)) = - 8,13 Ká2 = 10lg((0,6 z2 + 6)/(150 z2 + 20)) = - 7,03 LAeq,nappal 1 = 74,32 – 6,37 – 8,13 = 59,82 LAeq,nappal 2 = 74,32 – 7,10 – 7,03 = 60,19 LAeq,éjjel 1 = 65,29 – 6,37 – 8,13 = 50,79 LAeq,éjjel 2 = 65,29 – 7,10 – 7,03 = 51,16

43 Mintapélda Két sávra összesen:
LAeq,nappal = 10lg(100,1·59, ,1·60,19) = 63 dB (A) LAeq,éjjjel = 10lg(100,1·50, ,1·51,16) = 54 dB (A)

44 VÉGE a 10. előadásnak