Instrukcja laboratorium z ochrony środowiska

Ochrona środowiska przed hałasem

Temat ćwiczenia: Hałas komunikacyjny - monitoring terenów o szczególnej uciążliwości hałasu

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest sporządzenie mapy akustycznej zadanego terenu.

Wprowadzenie teoretyczne [1,4]

Ucho ludzkie reaguje na dźwięki o częstotliwościach od 16Hz (dźwięki niskie, basy) do 16kHz (dźwięki wysokie, soprany). Dźwięki o częstotliwościach poniżej 16Hz nazywamy infradźwiękami a o częstotliwościach powyżej 16kHz ultradźwiękami. Są one niesłyszalne dla człowieka, chociaż w przypadku dużych poziomów mogą także mieć negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Czynnikiem który decyduje o głośności odbieranego przez człowieka

dźwięku jest ciśnienie akustyczne dźwięku.

Ze względu na szeroki zakres zmian ciśnienia akustycznego - od 2 · 10^-5 do 2 · 10² Pa powszechnie stosuje się skalę logarytmiczną i w konsekwencji używa się pojęcia poziom ciśnienia akustycznego L. Stosowaną jednostką podstawową jest bel [B], jednak przyjęło się używać jednostki pochodnej - 10 razy mniejszej czyli 1 dB = 0,1 B. Poziom ciśnienia akustycznego wyraża się w stosunku logarytmicznym ciśnienia mierzonego do ciśnienia odniesienia, jakim jest dolny zakres czułości ucha ludzkiego:

gdzie:

• L_L - poziom ciśnienia akustycznego (poziom dźwięku),

• P - mierzone ciśnienie

• P₀ - wartość odniesienia: P₀ = 20 μPa = 2 · 10^-5 Pa

Ucho ludzkie różnie reaguje na dźwięki o różnych częstotliwościach. Najlepiej

słyszymy dźwięki o częstotliwościach od 1kHz do 4kHz. Dźwięki o wyższych i niższych częstotliwościach słyszymy gorzej. Z tego powodu przy pomiarach hałasu i ocenie jego wpływu na człowieka, wprowadza się korekcję poziomów ciśnienia akustycznego zgodnie z tymi charakterystykami częstotliwościowymi.

Z punku widzenia pomiarów środowiskowych ważne jest pojęcie równoważnego poziomie hałasu, czyli wartość poziomu ciśnienia akustycznego ciągłego ustalonego dźwięku, skorygowaną według charakterystyki częstotliwościowej A, która w określonym przedziale czasu odniesienia jest równa średniemu kwadratowi ciśnienia akustycznego analizowanego (wg PN-ISO 1996-1).

Zgodnie z polskim ustawodawstwem wyróżnia się następujące wskaźniki hałasu [2,3,4]:

• LDWN - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach (dB), wyznaczony w ciągu wszystkich dób w roku, z uwzględnieniem pory dnia (rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 18.00), pory wieczoru (od godz. 18.00 do godz. 22.00) oraz pory nocy (od godz. 22.00 do godz. 6.00),

• LN - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach (dB), wyznaczony w ciągu wszystkich pór nocy w roku (rozumianych jako przedział czasu od godz. 22.00do godz. 6.00);

• LAeq D - równoważny poziom dźwięku A dla pory dnia (rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 22.00),

• LAeq N - równoważny poziom dźwięku A dla pory nocy (rozumianej jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00).

Dopuszczalne poziomy hałasu w zależności od rodzaju terenu oraz pory dnia określone zostały w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. (Dz.U. 2007 nr 120 poz. 826).

Prawo ochrony środowiska nakazuje sporządzanie map akustycznych, które stanowią podstawowe źródło danych wykorzystywanych dla celów:

1) informowania społeczeństwa o zagrożeniach środowiska hałasem;

2) opracowania danych dla państwowego monitoringu środowiska;

3) tworzenia i aktualizacji programów ochrony środowiska przed hałasem.

Przykład fragmentu mapy akustycznej dla miasta Krakowa przedstawia rysunek 1.

Rys. 1. Fragment mapy akustycznej miasta Krakowa
źródło: http://mapa-akustyczna.um.krakow.pl:280/

Warunki bezpieczeństwa

Badania mogą obejmować tereny o dużym natężeniu ruchu komunikacyjnego. Podczas pomiarów należy zachować szczególną ostrożność i stosować się do przepisów ruchu drogowego.

Wyposażenie stanowiska

1. Miernik poziomu dźwięku.

Przebieg ćwiczenia

1. Szkolenie w zakresie posługiwania się miernikiem poziomu dźwięku. Wyznaczenie grup pomiarowych.

2. Prowadzący zadaje każdej z grup ćwiczeniowych wycinek terenu, na którym będą prowadzone badania, oraz określa czas pomiaru na każdym z punktów pomiarowych.

3. Grupa wykonuje szkic zadanego terenu oraz wybiera punkty pomiarowe (minimum 5). Ich lokalizacja oraz liczba muszą być zatwierdzone przez prowadzącego.

4. W każdym punkcie pomiarowym grupa wykonuje pomiary wartości maksymalnych i minimalnych poziomu dźwięku (ciśnienia akustycznego) w okresie przynajmniej jednej minuty, a w rejonach natężonego ruchu komunikacyjnego - w okresie jednego cyklu świateł sygnalizacyjnych.

5. Wyniki oznaczeń wartości minimalnych i maksymalnych zestawiane są w odpowiedniej tabeli:

Tabela 1.

Punkty pomiarowy nr	Lokalizacja punktu pomiarowego	Maksymalny poziom dźwięku [dB]	Minimalny poziom dźwięku [dB]
1.
2.
3.
4.
5.
6.

6. W czasie pomiarów grupa oznacza charakterystyczne poziomu dźwięku dla 5 różnych źródeł dźwięku, wykonując minimum dwa oznaczenia.

7. Wyniki oznaczeń średnich wartości charakterystycznych student zestawia w odpowiedniej tabeli:

Obiekt nr	Charakterystyka obiektu	Poziom dźwięku [dB]
				Pomiar 1	Pomiar 2	Wartość średnia
1.
2.
3.
4.
5.

8. Grupa zaznacza wartości poziomów dźwięków na sporządzonym wcześniej planie terenu. Następnie łączy punkty pomiarowe ze sobą (każdy z każdym), określając w ten sposób punkty o równych wartościach poziomu dźwięku (liczby całkowite). Po połączeniu punktów o równych wartościach poziomu dźwięku uzyskuje się izolinie. Operację tę należy wykonać dla całego uzyskanego zakresu wartości całkowitych. Następnie wynik — izolinie należy nanieść na szkic terenu (mapę).Taką operację należy przeprowadzić osobno dla wartości minimalnych i maksymalnych (wynikiem są dwie mapy).

Przykład wyznaczenia izolinii wartości maksymalnych dla 3 punktów pomiarowych przedstawia rys. 2.:

W wyniku pomiarów uzyskano następujące wartości poziomów dźwięków:

punkt A: 75dB,

punkt B: 82 dB,

punkt C: 71 dB




Rys. 2. Wyznaczenie izolinii wartości maksymalnych dla 3 punktów pomiarowych

9. Student oblicza wartości średnie dla charakterystycznych źródeł dźwięku i poddaje je analizie porównawczej.

10. Student wyciąga wnioski z przeprowadzonych pomiarów, uwzględniając dopuszczalne poziomy dźwięku.

Wzór sprawozdania z ćwiczenia

Nazwisko i imię, wydział, rok akademicki, data wykonania ćwiczenia

Temat ćwiczenia

Spis użytych urządzeń, aparatury, mierników

Cel ćwiczenia

Krótkie wprowadzenie teoretyczne

Opis pomiarów

Tabele z wynikami,

Plan terenu

Mapy akustyczne z zaznaczonymi izoliniami dla minimalnych i maksymalnych poziomów dźwięku, na dwóch osobnych kalkach kancelaryjnych.

Dyskusja wyników pomiarów

Wnioski, uwagi

Podpis własnoręczny wszystkich członków grupy

Uwaga

Sprawozdanie z laboratorium należy oddać na następnych zajęciach. W przeciwnym przypadku student nie zostanie dopuszczony do ćwiczeń laboratoryjnych.

Literatura

1. http://www.ciop.pl/6466.html

2. ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku. Dz.U. 2007 nr 120 poz. 826

3. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 7 listopada 2007 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie ustalania wartości wskaźnika hałasu L_DWN.

4. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska. Dz.U. 2001 nr 62 poz. 627

---