Hangterjedés szabad térben, terjedés zárt térben

Az előadások a következő témára: "Hangterjedés szabad térben, terjedés zárt térben"— Előadás másolata:

1 Hangterjedés szabad térben, terjedés zárt térben
ELTE IV. Környezettudomány 2010/2011 II.félév AKUSZTIKA és ZAJSZENNYEZÉS Hangterjedés szabad térben, terjedés zárt térben 11. (V. 20) Távolsági korrekciók, irányítottság hatása. Hőmérséklet, növényzet, páratartalom. Koherens, inkoherens források. Pont-, vonal- és dipólsugárzók. Zajforrás típusok. Hangterjedés falon keresztül. A teremhangtan alapjai, hangtéri jellemzők.

2 Zajártalom, zajvédelem, zajszabványok, aktív-passzív zajcsökkentés
Hangvisszaverődés és elnyelés, és anyagi jellemzői. Hanggátlás és hangszigetelés, árnyékolás, szűrés.   Aku10ea1.ppt     Aku10ea2.ppt  Aku10ea3.ppt     Aku10ea4.ppt     Aku10ea5.ppt     Aku10ea6.ppt     Aku10ea7.ppt     Aku10ea8.ppt  Aku10ea9.ppt Aku10ea10.ppt Aku10ea11.ppt -Akusztika.doc (részlet Körny. tech. Barófi)     -OrvAKUSZT.DOC -Akueata10.doc

3 Vizsgaidőpontok: Elővizsga: 2010. május – 1530…… terem Kollokvium: 2010. Június szobám /5.71/

4 A zajvédelemi megoldások prioritásai:
Zajcsökkentés A zajvédelemi megoldások prioritásai: 1.) Elsődleges a forrás (emisszió) csökkentése 2.) Másodlagos a terjedés (transzmisszió) csillapítása 3.) Harmadlagos a védett tér (immisszió) védelme Adó Emisszió 1. Vivő közeg Transzmisszió 2. Vevő Imisszió 3. 1.) A zajforrások által kibocsátott hangteljesítmény csökkentése: -a forrás elsődleges feladatára vonatkozó teljesítményének csökkentése -a zajforrások üzemidejének megváltoztatása -mechanikai eredetű zajok csillapítása (karbantartás, kiegyensúlyozás) -szerkezeti rezonanciák elkerülése (testhang- és rezgésszigetelés) -áramlási zajforrások esetén a jellemző áramlási sebesség csökkentése -termikus eredetű zajforrásoknál egyenletes hőfelszabadulás biztosítása

5 Zajcsökkentés 2.)A másodlagos cél a hang terjedésének megakadályozása:
-Környezeti problémáknál a megfelelő védőtávolság megtartása. -A zajforrás iránykarakterisztikájától függő sugárzási irány megválasztása. -Zajvédő tokozás (ablak). -Zajvédő fal (hanggátlás). -Falak, homlokzati szerkezetek és nyílászárók hanggátlásának növelése. -Légcsatornákban a terjedés megakadályozása. -Hangtompítók alkalmazása. -Aktív zajcsökkentés alkalmazása. 3.)A harmadlagos cél : -A megfigyelő (egyén) védelme

6 2.) A szabadtéri terjedést befolyásoló tényezők
Távolság Pontforrás Vonal forrás

7 2.) A szabadtéri terjedést befolyásoló tényezők
A levegő hangelnyelése (csillapítása)(Több száz m) Frekvencia, Hőmérséklet, Páratartalom A növényzet hatása Sűrűség, aljnövényzet (legalább 30-50m), Zajforrás magassága kicsiny (3-4 m a növényzet) Hangvisszaverődés Tükör zajforrás (Reflektor: növelő hatás: 3dB) Meteorológiai hatások Szél: vektorális összegződés, elhajlás a sebesség-gradiens miatt Hőmérséklet (gradiensek hatása) A talaj hatása A talaj akusztikai hatása - hangelnyelése (beton reflektor-gyep) - a zajforrás közelében interferencia - távolabb szóródás (-3 dB) Hangárnyékolás hatása (házak, fal, domborzat, stb.)

8 A levegő csillapító hatása ΔL és a frekvencia (Hz) függvényében.
a hangforrástól való távolság és a frekvencia (Hz) függvényében. Az elnyelés függése a relatív nedvességtartalomtól (10 °C a levegő-hőmérséklete és 70% relatív nedvességtartalom)

9 LAM,i = LWA,i – 20 lg r + 10 lg D – 11 + KÁ + KN
Zajszámítások LAM,i = LWA,i – 20 lg r + 10 lg D – 11 + KÁ + KN KÁ = árnyékolási korrekció;KN = növényzeti korrekció Az egyenértékű A-hangnyomásszint:

10 2.) Korrekciók Távolságtól függő korrekció
Növénysávtól függő korrekció Hangárnyékolástól függő korrekció Elhajlási tag (Fresnel-integrál) Fresnel szám Z= a+b-d

11 A hangárnyékoló szerkezet által létrehozott L hangnyomásszint
csökkenése a frekvencia és a Z árnyékolási tényező függvényében

12 Zajmérések Frekvencia szűrők
Különféle frekvencia súlyozások: A 40 phon-ig, a Fletcher-Munson szerint, tiszta hangokra IEC179 szabvány. B-C hangosabb esetekre (ritkán használt). D repülőgépek zaja esetén használt. Műsorszórás, audió eszközök frekvencia súlyozása -Zene v. beszéd átvitel esetén nem jó az előző súlyozás, ( a beszéd nem zaj) ISO226. -ITU-R 468 súlyozás, ennek megfelelően mérik a jel/zaj viszonyt (S/N ratio)

13 Zajmérések Idő súlyozások Pisztoly lövése, 25 cm-es távolságban.
Integrálás: F (125 ms ra) átlagolva Sound Explosure Level (Ekvivalens: 1 sec alatt) LAeq,1h órára LAeq,24h 1 napra

14 Az átlagos zajterhelés átlaga egy nap során:
Időfüggések Az átlagos zajterhelés átlaga egy nap során: LAeq ,1h Zaj expozició USA szabvány

15 Közlekedési útvonalak zajtérképe
A „zajtérképezés” kifejezés egy meglévő vagy előre jelzett zajhelyzetre vonatkozó adatok zajmutatók formájában történő bemutatásának módját jelenti, feltüntetve = a hatályos határértékek megszegésének eseteit = az adott területen a zajhatásnak kitett emberek számát, = illetve a zajmutató bizonyos értékeinek kitett lakóhelyek számát az adott területen belül.

16 Az EU az „zajtérképei” (2002/49/EK irányelve a környezeti zaj értékeléséről és kezeléséről: (stratégiai „zajtérképek) = un. „agglomeráció”-ra – amely egy tagállam által egy területen belül behatárolt olyan részt jelent, amelynek lakossága meghaladja a főt, és amelyet népsűrűsége alapján a tagállam városias területnek tekint. = un. „fontosabb közút”-ra - amely a tagállam által kijelölt regionális, országos vagy nemzetközi útvonalat jelent, olyat, amelyet évente hárommilliónál több jármű vesz igénybe. = un. „fontosabb vasút”-ra - amely a tagállam által kijelölt vasútvonalat jelenti, amelyen évente nél több vonatszerelvény halad át. = un. „fontosabb repülőtér”-re - amely a tagállam által kijelölt polgári repülőteret jelenti, és amelyen évente nél több forgalmi esemény (azaz fel- vagy leszállás) történik, nem számítva a kisebb repülőgépekkel végrehajtott kizárólag oktatási célú repüléseket.

17 Brüel & Kjaer 7812 Lima zajtérképező szoftvere

18 A közúti forgalom zaja Jármű sűrűség teherautó-személy autó arány
sebessége 80 km/h +3dB, mint 24 km/h. 2000 jármű/óra +3dB, mint jármű/óra. 1 teher autó = 32 db személy autó

19 2.) Terjedés zárt térben Reflexió ~(Z2-Z1)2 Abszorbció (elnyelés)
Szóródás nem veszteség Transzmisszió (hanggátlás) Törés S.D. Elhajlás

20 2.) Terjedés zárt térben =1 Beeső intenzitás: Reflexió foka:
Veszteségtényező: Transzmisszió foka: Hangelnyelési fok:

21 A=  F Egyenértékű elnyelési felület.
Hangelnyelés () Építőanyagok Szövetek A=  F Egyenértékű elnyelési felület.

22 Terjedés zárt térben Elnyelődés-utózengés 60 dB
Utózengés frekvencia függő

23 Hangterjedés falon keresztül
Transzmissziós tényező (átvezetési fok): Ibe: falba belépő intenzitás Itr.: falból kilépő intenzitás Hanggátlás: A falba belépő intenzitás egy része elvezetődik, másik része elnyelődik, harmadik része átsugárzódik.

24 Rezgésekre vonatkozó előírások
Különbséget kell tenni, hogy emberre vagy a környezetre irányul. Az emberi érzet alapja a rezgésgyorsulás. Az emberi érzékenység a gerjesztés irányától függően változó (z tengelyben a legnagyobb). A hatás az expozíciós időtől is függ. Egyadatos hazai szabályozás Súlyozott egyenértékű rezgésgyorsulás 8/2002. (III.22) KöM-EüM együttes rendelet 5. sz.melléklete

25 Rezgések Gyorsulás szint Rezgési amlitudó: (ao=1μm/s2)
Rezgési frekvencia: 0,1….1 Hz gerjesztésre (tengeribetegség tünet) 1…6 Hz hasüreg, mellkas rezonanciája 7-8 Hz agy alfahulláma 19 Hz szemgolyó berezonál 20…30 Hz fej rezonanciája 60…90 Hz látászavarok a 7-8 Hz közötti az agy alfa hulláma,

26 1.) Zajforrások zajcsökkentése
Áramlási zajok Meghajtás (sűrített levegő kerülése) Léghűtés helyett vízhűtés Optimális illesztések Kombinált hangterjedés megakadályozása Kisebb fordulatszám, nagyobb átmérő Zajtompítók beépítése Csövek szegmentálása

27 1.) Zajforrások zajcsökkentése
Gépzajok megfelelő alapozás Dinamikus kiegyensúlyozás Fordulatszám-csökkentés Kopott alkatrészek cseréje Felületi rezgések csökkentése (merevítések) Rezgő felületek csökkentése Anyagmegválasztás Rugalmas csatlakoztatások Tokozás

28 2.) Zajárnyékolás

29 3.) Egyéni zajvédelemi módszerek
Zajvédő fülkék Fülvédő Füldugó Stb.

30 A HOMLOKZAT ZAJCSÖKKENTŐ HATÁSA > 38 dB
2.) HOMLOKZATI FALAK HANGSZIGETELÉSE FŐÚTVONALAK MENTÉN LEVŐ ÉPÜLETEK ELŐTT A KÖZLEKEDÉSI ZAJOK: NAPPALI IDŐSZAKBAN: LAeq>72 dB KOMMUNIKÁCIÓ ALVÁS NYUGALOM ÉJSZAKAI IDŐSZAKBAN: LAeq>68 dB AZ ELFOGADHATÓ ZAJ NAGYSÁGA A HELYISÉGEKBEN (CSUKOTT ABLAK MELLETT) NAPPAL, LAeq ÉJSZAKA LAeq LAKÓSZOBA dB dB ISKOLA, IGÉNYES IRODA 40dB dB A HOMLOKZAT ZAJCSÖKKENTŐ HATÁSA > 38 dB

31 A zaj terhelési határértékei épületek zajtól védendő helyiségeiben
Határérték (LTH) az LAM megítélési szintre (dB) nappal 6-22 óra éjjel 22-6 óra Kórtermek és betegszobák 35 30 Kórházak, rendelőintézetek kezelő- és műtőhelyiségei Egyéb orvosi rendelő- és kezelőhelyiségek 40 Tantermek, előadó- és foglalkoztató termek bölcsődékben, óvodákban és oktatási intézményekben; ülés- és tárgyalótermek; könyvtári olvasótermek; tanári szobák; intézmények akusztikai szempontból igényes irodahelyiségei Lakószobák lakásokban, szociális otthonokban, üdülőkben Lakószobák szállodákban, panziókban, munkásszállókban, diákotthonokban, üdülőházakban 45 Étkezőkonyha, étkezőhelyiség lakásokban Szállodák, panziók, üdülők, szociális otthonok, munkásszállók és diákotthonok közös helyiségei 50 Éttermek, eszpresszók 55 Kereskedelmi, vendéglátó épület eladóterei, illetve vendéglátó helyiségei; várótermek; intézmények akusztikai szempontból kevésbé igényes helyiségei 60

32 Zajra vonatkozó jogszabályok, előírások
12/1983. (V. 12.) MT RENDELET A ZAJ- ÉS REZGÉSVÉDELEMRŐL 2/1983. (V. 25.) OKTH RENDELKEZÉS A ZAJ- ÉS REZGÉSBÍRSÁGRÓL 6/1990. (IV. 12.) KÖHÉM RENDELET A KÖZÚTI JÁRMŰVEK FORGALOMBA HELYEZÉSÉNEK ÉS FORGALOMBAN TARTÁSÁNAK MŰSZAKI FELTÉTELEIRŐL 7/1991. (IV. 26.) KTM RENDELET EGYES IPARI TERMÉKEK ZAJVÉDELMI MINSÉGTANÚSÍTÁSÁRÓL 176/1997. (X. 11.) KORM. RENDELET A REPÜLŐTEREK KÖRNYEZETÉBEN LÉTESÍTENDŐ ZAJGÁTLÓ VÉDŐÖVEZETEK KIJELÖLÉSÉNEK, HASZNOSÍTÁSÁNAK ÉS MEGSZÜNTETÉSÉNEK SZABÁLYAIRÓL 18/1997. (X. 11.) KHVM-KTM EGYÜTTES RENDELET A REPÜLŐTEREK KÖRNYEZETÉBEN LÉTESÍTENDŐ ZAJGÁTLÓ VÉDŐÖVEZETEK KIJELÖLÉSÉNEK, HASZNOSÍTÁSÁNAK ÉS MEGSZÜNTETÉSÉNEK RÉSZLETES MŰSZAKI SZABÁLYAIRÓL 49/1999. (XII. 29.) KHVM RENDELET A MOTOROS LÉGIJÁRMŰVEK ZAJKIBOCSÁTÁSÁNAK KORLÁTOZÁSÁRÓL 140/2001. (VIII. 8.) KORM. RENDELET EGYES KÜLTÉRI BERENDEZÉSEK ZAJKIBOCSÁTÁSI KÖVETELMÉNYEIRŐL ÉS MEGFELELŐSÉGÜK TANUSÍTÁSÁRÓL 142/2001. (VIII. 8.) KORM. RENDELET A HÁZTARTÁSI GÉPEK ZAJKIBOCSÁTÁSI ÉRTÉKEINEK FELTÜNTETÉSI KÖTELEZETTSÉGÉRŐL 29/2001. (XII. 23.) KÖM-GM EGYÜTTES RENDELET EGYES KÜLTÉRI BERENDEZÉSEK ZAJKIBOCSÁTÁSÁNAK KORLÁTOZÁSÁRÓL ÉS A ZAJKIBOCSÁTÁS MÉRÉSI MÓDSZERÉRŐL 8/2002. (III. 22.) KöM-EüM EGYÜTTES RENDELET A ZAJ- ÉS REZGÉSTERHELÉSI HATÁRÉRTÉKEK MEGÁLLAPÍTÁSÁRÓL 43/2002. (VIII. 12.) HM-KVVM EGYÜTTES RENDELET AZ ÁLLAMI REPÜLŐTEREK KÖRNYEZETÉBEN LÉTESÍTENDŐ ZAJGÁTLÓ VÉDŐÖVEZETEK KIJELÖLÉSÉNEK, HASZNOSÍTÁSÁNAK ÉS MEGSZÜNTETÉSÉNEK RÉSZLETES MŰSZAKI KÖVETELMÉNYEIRŐL

33 1.Példa Egy hangteret négy zajforrás hoz létre. A hangtér egy tetszőleges pontjában ekkor 77 dB hangnyomásszint mérhető. Külön-külön ezek a források ugyanitt 62, 65, 68 dB hangnyomásszintet keltenek. Mekkora a negyedik által keltett terhelés? 2.Példa Egy gépteremben három zajforrás van. Ezek teljes terheléssel külön-külön a terem ugyanazon pontjában mérve 82, 79, 86 dB terhelést okoznak. Mekkora lesz az együttes üzemeltetés során kialakuló hangnyomásszint, ha a legerősebb forrást csak 15% terheléssel üzemeltetik?

34 3.Példa 2,5 mW hangteljesítményű zajforrástól 5 m távolságban mekkora az intenzitás, az intenzitásszint és a hangnyomás-szint? Mekkora a forrás abszolút teljesítményszintje? 4.Példa Egy hangtérben a forrástól számított 8 m távolságban az intenzitásszint 82 dB. Mekkora lesz a hangnyomásszint 24 m távolságban? 5.Példa Egy D= 8,7 irányítási tényezőjű, 3,7 kW teljesítményű, 6,2*10-7 akusztikai hatásfokú zajforrástól 23 m távolságban mekkora hangnyomásszint alakul ki?

35 Akusztika és zajszennyezés IV. Környezettudomány Tételsor – 2010.