Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék

Az előadások a következő témára: "Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék"— Előadás másolata:

1 Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék
Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_ – 2012 tanév tavasz 5. előadás Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék

2 ELŐADÁS ANYAGA Zajforrások ipar közút vasút repülő Zajterjedés

3 Zajforrások Rezgő közeg Sugárzó térbeli formája szerint
Pontszerű zajforrás: minden irányban egyenletes intenzitással sugároz  a hullámfrontok koncentrikus gömb- felületeken helyezkednek el I = P/ F kis méretű zajforrások (pl. gépek), távoli nagyméretű zajforrások (pl. gyárépület)

4 Zajforrások Vonalszerű zajforrás: „végtelen” hosszú, hengerrel modellezhető  a hullám-frontok koncentrikus hengerfelületeken helyezkednek el Autópálya

5 Zajforrások Síkfelületű zajforrás: a hullámfelületek a sugárzóval párhuzamosak Egy zajforrást akkor tekinthetünk sík- sugárzónak, ha az észlelési távolság és a hullámhossz a sugárzó méretéhez képest kicsi. Pl. üzemcsarnok homlokzata közelről

6 Példa Szabadtérben a földfelszínen elhelyezkedő zajforrás (traktor) hang-teljesítménye : P= 2,52 · 10 –3 W. Mekkora a hangintenzitás a forrástól 1 m ill. 10 m távolságban? A hangforrástól távolabb mennyivel kisebb az intenzitásszint?(relatív)

7 Megoldás I = P/ F Mivel a kibocsátott hanghullámok
koncentrikus félgömb alakban terjednek: F =2 r2  I1m = 2,52 · 10 –3 W / 2 ·1  = 4 · 10 –4 W/m2 I10m = 2,52 · 10 –3 W / 2 · 102 ·  = 4 · 10 –6 W/m2

8 Megoldás LIrel = 10 · lg (I10m/I1m) LIrel = 10 · lg 10 –2 = – 20 dB

9 Zajterjedés Zajterjedés szabad térben
A zajforrás típusától függően gömb- (fél-, negyed-, nyolcadgömb-) henger- (félhenger-, stb.) vagy síkfelületen történik. Zajterjedést befolyásoló tényezők: A levegő hangelnyelése (csillapítása) Frekvencia Hőmérséklet Páratartalom

10 Zajterjedés Zajterjedést befolyásoló tényezők: A növényzet hatása
Sűrűség Aljnövényzet Zajforrás magassága Hangvisszaverődés: Növelő hatás Meteorológiai hatások Szél: vektorális összegződés, vertikális elhajlás a sebesség-gradiens miatt Hőmérséklet (gradiensek hatása) A talaj hatása A talaj akusztikai hatása - hangelnyelése (beton-gyep) Távolság szerepe Hangárnyékolás hatása (házak, fal, domborzat)

11 Zajterjedés

12 Zajterjedés Hangterjedés zárt térben
A tér bármely pontjában a hangnyomásszintet a zajforrás által kibocsátott és a határoló felületekről visszavert hullámok együttesen határozzák meg. Ib Iv Ie Ia

13 Zajterjedés A határoló felület (pl.: fal) a beeső Ib intenzitású hangot részben elnyeli (Ie) részben visszaveri (Iv) részben pedig átereszti (Ia), azaz a hanghullám a fal másik oldalán kilép. Ib = Iv + Ie + Ia

14 Környezeti zaj Az ember mindennapi életébe behatoló zaj, amely az életminőséget csökkenti (pszichológiai, egészségügyi hatások). Fajtái a zaj forrása szerint: közlekedési zaj (közúti, vasúti és légi járművek) ipari üzemből származó gépészeti zajok áramlási zaj (gáz- és folyadékáramok zaja, pl. szellőzőberendezésben) „diszkózaj” (szórakozóhelyekből származó hang)

15 Környezeti zaj LÉGI KÖZLEKEDÉS ZAJFORRÁSOK KÖZÚTI KÖZLEKEDÉSI ZAJ
VASÚTI ZAJ PARKOLÁS GÉPÉSZET

16 Ipari eredetű zaj lakosság kb. 5 százalékát zavarja.
2001-ben 330 cég vizsgálata

17 Ipari eredetű zaj

18 Ipari eredetű zaj

19 Ipari eredetű zaj Ipari üzemek zajkibocsátásának meghatározásakor figyelembe veendő tényezők: zajforrások száma az egyes források hangteljesítménye (gépek, szellőzőberendezések stb.) az épület falainak hanggátlása épületen belüli árnyékolás zajcsökkentő megoldások

20 Ipari eredetű zaj Mért hangteljesítményszint
Az a tényleges amit a gép zajként kiad, külön szabványban meghatározott eljárások szerint határozzák meg. Meghatározhatók, vagy a berendezéstípus egy jellemző darabjára, vagy pedig a berendezések átlagmintájára. Számított hangteljesítményszint Olyan hangteljesítményszint, amelyet külön jogszabályban rögzített eljárások szerinti mérések alapján határoznak meg a hangnyomásszintből számolással.

21 Mért hangnyomásszint MSZ EN ISO 3744:1998
Hangnyomásszintet (L’p)mérünk referenciahasáb képzésével, ebből számolunk hangteljesítményszintet Félgömb alakú mérőfelület Hasáb alakú mérőfelület Az itt bemutatott eljárás során a hangnyomászintet mérjük és ebből számoljuk ki a hangteljesítményszintet. Azért hogy a mikrofonfejeket a mérőfelületen könnyebben lehessen kijelölni egy képzeletbeli referenciahasábot kell meghatározni, az elméleti referencia hasábnak az egész berendezést körbe kell burkolja, még a legkiállóbb részét is. Semmi nem ér a géphez. A mikrofonhelyek a mérőfelületen egy S területű elképzelt felület, amely beburkolja a forrást és a referenciahasábot. Mérőfelület vagy egy elméleti félgömb vagy egy elméleti hasáb. A vizsgált forrást úgy kell elhelyezni a mérés során mintha normális használatban lenne.

22 Mért hangnyomásszint MSZ EN ISO 3744:1998
Mérő mikrofonok elhelyezése 1.sor=1,5m, 2.sor= 0,71r Ahogy itt is látjuk ennek a hasábnak a felületein helyezek el mérőmikrofonokat vagy ennek a félgömbnek a felületén helyezek el mérőmikrofonokat és hangnyomásszintet fogok mérni. Az ábrán látható módon kell a mikrofonokat elhelyezni 12 darabot. Az első sor 1,5 méteren a második sort 0,71*r méteren kell elhelyezni. R-sugár. Ez egy szabvány ezt így kell csinálni hogy majd a határértékekkel összevethető értéket kapjak. Tehát ha 12 mérőmikrofonunk lesz akkor 12 hangnyomásszintet fogok mérni. Oldalnézet Felülnézet

23 Mért hangnyomásszint MSZ EN ISO 3744:1998
Mérőfelületre átlagolt hangnyomásszint számítása N – mikrofonhelyek száma L’pi – az i-edik mikrofonhelyeken mért hangnyomásszint decibelben Viszont maga a hangnyomásszint amiből a végén majd a hangteljesítményt fogom számolni tehát a felületi hangnyomásszint Lpf korrigált hangnyomásszint. Az Lp, az a 12 mérőmikrofonból származó átlag hangnyomásszint, tehát a 12 műszer kiad valami értéket és ennek az átlaga az Lp,

24 Mért hangnyomásszint MSZ EN ISO 3744:1998
Felületi hangnyomásszint: Lpf = L’p –K1-K2 K1 - Alapzaj korrekció K2 - Környezeti korrekció L’p - mérőfelületre átlagolt mért hangnyomásszint Lpf - Felületi hangnyomásszint Az Lp, és ezt az értéket kell K1 és K2 vel korrigálni. Ahol K1 alapzaj korrekció ez mindig ezt mindig mérjük a zajmérést végzünk. Alapzaj az amikor a gép éppen nem jár és mérek akkor is van egy zaj és ez az. Tehát nem szabad hogy beleszámítsuk a gép teljesítményébe tehát ki kell vonni. A K2 környezeti korrekció ami környezet visszaverődési, elnyelődési tulajdonságaiból adódik szintén ki kell vonni, mert ronthatja az emisszió a kibocsátási értékét.

25 LWA hangteljesítményszint MSZ EN ISO 3744:1998
Hangteljesítményszint számítása hangnyomásszintből: LWA = Lpf + 10 lg (S/S0) dB Lpf - Felületi hangnyomásszint S- mérőfelület mérete m2-ben S0 - 1m2 Akkor van a hangteljesítményszint aminek a jele LWA a W-hangteljesítményre utal az A-a szűrőre vonatkozó mérésekre vonatkozik. Tehát van egy hangteljesítményszintem ez egy emisszió érték kibocsátási érték.

26 Garantált zajszint magában foglalja a különböző gyártásból és mérési módszerekből adódó bizonytalanságokat Amit az előbb kiszámoltunk az LWA az a hangteljesítmény egy emissziós érték a tényleges kibocsátási szintje a gépnek. A garantált zajszint ennél nagyobb méghozzá azért nagyobb mert magában foglalja a különböző gyártásból és mérési módszerekből adódó bizonytalanságokat, elképzelhető hogy valami kicsit például a gyártásból adódóan másképpen mozog a gépben és ettől már a zajszintje is változik. De akár ugyan az a gép de máskor mérek is eltérő eredmény adhat. Ennek a garantált zajszintnek ott kell lenni a gépen. Mert a gyártónak azt kell biztosítani, hogy ez a garantált zajszint nem fogja túllépni a megengedett határértéket.

27 AL-KO Fükasza FRS4125 fűkasza 0,9 kW

28 Zajkibocsátási határértékkel rendelkező berendezések (22db) (29/2001
Zajkibocsátási határértékkel rendelkező berendezések (22db) (29/2001.(XII:23.)KöM-GM) 1.sz melléklet A gyártó által garantált zajkibocsátást feltüntető, CE címkével minden terméknek rendelkeznie kell, és 22 gépnek ezenfelül az irányelvben előírt hangteljesítményszint határértéknek is meg kell felelnie.

29 3. Kompresszorok (<350 kW)
Zajkibocsátási határértékkel rendelkező berendezések (22db) (29/2001.(XII:23.)KöM-GM) 1.sz melléklet 3. Kompresszorok (<350 kW) Bármely, levegőt, gázokat vagy gőzöket a szívónyomásnál nagyobb nyomásra sűrítő gép, amely cserélhető szerszámokkal használható nem tartoznak ide a következő berendezések: ventilátorok, kisebb nyomás pascal vákuumszivattyúk gázturbinás motorok

30 Határértékek (29/2001.(XII:23.)KöM-GM) 3. Kompresszorok (<350 kW)
Teljesítmény (kW) P<15 hangteljesítményszint-határérték dB/1 pW I ütem II. ütem 2002. január január 3.

31 Határértékek (29/2001.(XII:23.)KöM-GM) 3. Kompresszorok (<350 kW)
hangteljesítményszint-határérték dB/1 pW I ütem II. ütem 2002. január január 3. 97+2 lg P lg P Teljesítmény (kW) P>15

32 Közúti zaj Különböző típusú, üzemállapotú, kibocsátású, sok egyéb befolyásoló tényező

33 Közúti zaj 1995–2000. közötti időszakban legforgalmasabb útvonalainak
csúcsórára vonatkozó zajszintek mérési pontok 98 százalékában 65 dBA-nál magasabb volt a zajszint közúti zaj zavaró hatásának aránya országosan eléri az 50–55 százalékot nagyvárosokban ez az arány 60–65%

34 Közúti zaj Zajterheléssel érintett lakosok száma M.-on

35 Közúti zaj Zajforrások
a motorzaj, a motor felületéről lesugárzott zaj - legmeghatározóbb A zajszint változása a fordulatszám függvényében

36 Közúti zaj az erőátvitel (nyomatékváltó, kardántengely, differenciálmű) zaja a karosszéria zaja, a motor ill. az útfelület által gerjesztett és a karosszéria felületeiről lesugárzott zajok kipufogózaj, a kipufogórendszer felületéről lesugárzott zaj, és a csővég zaja a szívóberendezés zaja hűtő- és ventillátorzaja gumiabroncsok zaja (gördülési zaj) – második legjelentősebb zajforrás egyéb berendezések (csikorgó fékek, duda zaja)

37 Közúti zaj Kerék és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj: gördülési zaj Leállított motorral hajtás nélkül, szabadon gördülő gépjármű elhaladási zaját értjük. Ebből levonva a karosszérián keletkező aerodinamikai zajokat és az erőátviteli zajokat, megkapjuk a gumiabroncsok útfelületen gördülése közben keletkező gumiabroncs zajt. nagyobb sebességnél (országút, autópálya) válik meghatározóvá a jármű által kibocsátott zaj %-át (nehézgépjárműveknél %-át) adja

38 Közúti zaj Nagyobb sebességgel történő haladás esetén személygépkocsinál egyértelműen a gumiabroncs zaj tekinthető dominánsnak. Tehergépkocsiknál és autóbuszoknál a jóval nagyobb motorzaj miatt a gumiabroncs zajeredő zajra gyakorolt hatása sokkal kisebb. A sebesség kétszeresre növelése 12dB hangnyomásszint növekedést eredményez.

39 Közúti zaj Gördülés zaj függ:
Gumiabroncs (futófelület, profil, abroncsméret, nyomás Kopott futófelület akár 3dB-lel zajosabb lehet, mint új állapotban A szélesség növekedése kedvezőtlenül hat, mivel az érintkező felületek növekedésével a keletkező zaj is növekszik. Az abroncs átmérőjének növekedése azonban csökkenti a zaj nagyságát. Útburkolat (érdesség, anyag, szerkezet)

40 Közúti zaj Kerekek és útburkolat kölcsönhatásából származó zaj sima és érdes burkolaton, 80 km/h sebességnél

41 Közúti zaj Üzemi jellemzők (menetsebesség, időjárás, vezetési stílus, terhelés) Amikor útburkolat felülete nedves lesz a gumiabroncsok a vízbe csapódnak és a szétfröccsenő vízcseppek maguk is zajkeltők lesznek.

42 Közúti zaj Közúti forgalomból adódó környezeti zaj zajterhelését meghatározó főbb tényezők: forgalom sűrűsége járművek típusa járművek műszaki állapota járművek sebessége nehézgépjárművek aránya az út lejtése/emelkedése burkolat típusa burkolat állapota

43 Vasúti zaj Lakosság 8–10 százalékát zavarja, de kellemetlenebb (kürt)
csökkenő tendencia a zajterhelés terén a vasúti fővonalak által érintett települések több mint 80 %-nál a megengedettnél nagyobb zajkibocsátási szint mérhető, mellékvonalaknál 37 %

44 Vasúti zaj Vontatójárművek (mozdonyok): Vontatott járművek:
hajtás (motor, villamos mozdonynál a transzformátor) segédberendezések (ventilátor, kompresszor, befecskendezőszivattyú) légáramlás, aerodinamikai zaj gördülés és fékzaj másodlagos zajforrások (kopások, gyártási hibák, laza rögzítések) Vontatott járművek: vázszerkezet (különösen teherkocsiknál) segédberendezések (szellőztetés, fékberendezés) futómű, forgóváz

45 Vasúti zaj Gördülési zaj
a sín futófelületének egyenlőtlen vagy hullámos kopásából származó zajhatások a kerék futókörének egyenlőtlenségéből vagy kopásából származó zajok ívekben a kerék-sín közvetlen kapcsolatából (nyomkarima vezetés) származó zajhatások a felépítmény rezgéséből származó zajhatások

46 Vasúti zaj Vasúti pálya, felépítmény A járműtől függő tényezők sín
sínleerősítés keresztaljak ágyazat (zúzottkő, betonelem) A járműtől függő tényezők a kerék futófelületének állapota a fékezési rendszer

47 Vasúti zaj Felépítménytől függő tényezők
a sin futófelületének állapota a hegesztett/hevederes pálya a váltócsoportok a ragasztott sin kötések A kerék és a sin futófelületén lévő hibák laposodás felhordás kagylós kopás növelik az elsugárzott zajszint értékét, illetve a zajszint dinamikáját A kerék-sin rendszer által kiváltott zaj erősségének szintjére a következők is hatnak: a sin hullámos kopásai a jármű kígyózó futása a gördülő kerékfelületek egyenlőtlenségei, az abroncsok súrlódása éles ívekben, a féktuskók súrlódása fékezésnél.

48 Vasúti zaj A kerék-sin rendszer által kiváltott zaj erősségének szintjére a következők is hatnak a sin hullámos kopásai a jármű kígyózó futása a gördülő kerékfelületek egyenlőtlenségei az abroncsok súrlódása éles ívekben a féktuskók súrlódása fékezésnél

49 Vasúti zaj Vonatok hangszintje 1 m-es magasságban, a vágánytengelyre merőlegesen mérve

50 Zajszintek a sebesség függvényében
Vasúti zaj Zajszintek a sebesség függvényében

51 Repülési zaj repülőterek környezetében okoz problémát, viszonylag kis terület, de nagy zajterhelés Mo-on Ferihegy közelében kibocsátott zaj forrásai: motorzaj kompresszorok és turbinák aerodinamikai zaja

52 Repülési zaj Zajterhelés A mérési pontban: 102-108 dB
B mérési pontban: dB C mérési pontban: dB