Fizyka budowli

Wszelkie rozwiązania techniczne w budownictwie są powiązane z naukami przyrodniczymi: fizyką i chemią. Znajomość procesów fizycznych zachodzących w materiałach budowlanych lub w ich komponentach umożliwia racjonalne projektowanie obiektów budowlanych z uwzględnieniem oszczędności energii oraz ochronę tych obiektów przed czynnikami mającymi niekorzystny wpływ na samopoczucie i zdrowie użytkowników (np. drgania, hałas, nadmierne zawilgocenie). Znajomość zjawisk chemicznych ułatwia właściwy dobór materiałów budowlanych pod kątem ich wpływu na zdrowie człowieka.
W budynkach mieszkalnych i w budynkach użyteczności publicznej bardzo istotną rolę odgrywa konstrukcja przegród zewnętrznych. Struktura tych przegród i rodzaj zastosowanych w nich materiałów wpływają zasadniczo na rodzaj procesów fizykalnych, jakie zachodzą na styku dwóch różnych ośrodków, które te przegrody od siebie oddzielają. Każdy z tych ośrodków charakteryzuje się innymi właściwościami, a przegroda ma na celu zapewnić właściwe oddziaływanie wpływów zewnętrznych na wnętrze budynku, w taki sposób, aby we wnętrzu powstał mikroklimat najkorzystniejszy dla człowieka. Nieznajomość wymienionych tu procesów może spowodować, że w pomieszczeniach powstaną warunki gorsze dla użytkownika od występujących w danym momencie na zewnątrz.
Konstrukcja przegród zewnętrznych w budynkach, niezależnie od wymagań statycznych, powinna zapewnić również:
• ochronę przed ucieczką ciepła na zewnątrz pomieszczeń,
• ochronę przed hałasem,
• ochronę przed zawilgoceniem wnętrza.

II IZOLACJE CIEPLNE

Ř Rodzaje izolacji termicznych
Izolacje termiczne są stosowane w budownictwie głównie w celu ocieplania budynków przeznaczonych dla przebywających w nich ludzi, ale nie jest to jedyne ich zastosowanie. Izolacje te mogą służyć np. do ochrony chłodni przed napływem ciepła z zewnątrz lub ochrony przewodów ciepłowniczych przed nadmiernymi stratami ciepła. O właściwym doborze odpowiedniego na izolację materiału powinny decydować następujące czynniki:
• zdolność materiału do przewodzenia ciepła lub jej brak,
• rodzaj i konsystencja wyrobu (materiały mogą być w formie sypkiej, mat, płyt itp.),
• łatwość obróbki i łatwość wbudowania w przegrodę,
• odporność na zawilgocenie, odporność na zagrzybienie,
• odporność na działanie temperatury (niskiej lub wysokiej),
• odporność na działanie ognia,
• odporność na działanie preparatów chemicznych, z którymi materiał się styka,
• trwałość (podana w latach).
Uwzględniając powyższe cechy materiałów można najogólniej przyjąć, że do ocieplania ścian, podłóg i stropów w budynkach najlepiej nadają się:
styropian, płyty z wełny mineralnej oraz pianka poliuretanowa (do wypełniania szczelin powietrznych i innych miejsc niedostępnych). Do izolacji chłodni przydatne są płyty i otuliny korkowe oraz styropianowe, wata szklana, wata bazaltowa lub maty i filce z wełny mineralnej. Podobnie do izolacji rurociągów i przewodów ciepłowniczych używa się wszelkiego rodzaju mat i wojłoków (np. z waty szklanej). Te same materiały można stosować do izolacji turbin, kotłów i zbiorników o powierzchniach cylindrycznych.

Obecnie w handlu dostępnych jest wiele wyrobów przeznaczonych do wykonywania izolacji termicznych. Wytwarza się je głównie na bazie wełny mineralnej, styropianu, włókna szklanego, pianki poliuretanowej. Produkowane są między innymi płyty, kasetony sufitowe, otuliny i kształtki ze styropianu płyty z polistyrenu do izolacji ścian piwnic, dachów i sufitów podwieszanych, płyty i maty z wełny mineralnej. Do izolacji instalacji grzewczych wysokoparametrowych stosuje się otuliny z pianki poliuretanowej (bardzo niskie wartości współczynnika przewodności cieplnej). Wszystkie te produkty charakteryzują się dużą dokładnością wykonania i estetycznym wyglądem. Niektóre materiały izolacyjne są produkowane w formie luźnych włókien celulozowych i mogą być na sucho wdmuchiwane sprężonym powietrzem do zamkniętych, niewielkich przestrzeni.
Ř Zasady prawidłowego wykonywania izolacji termicznych
Z wyjątkiem tych rodzajów izolacji, które trzeba nakładać systemem na mokro — podstawą prawidłowego ułożenia warstw izolacyjnych jest wykonanie wszystkich prac w stanie suchym. Materiały izolacyjne powinny być chronione przed zawilgoceniem wodą deszczową lub zarobową (z zaprawy murarskiej), nie wolno również układać świeżej mieszanki betonowej na materiałach nieodpornych na zawilgocenie. Ponadto wszelkiego typu izolacje termiczne, jak również spoiwa do ich łączenia, nie powinny być narażone na działanie grzybów i pleśni oraz same też nie powinny wydzielać zapachów lub szkodliwych substancji. Płyty izolacyjne powinny mieć jednakową grubość (dokładnie obliczoną), a przerwy między nimi powinny być możliwie najwęższe. Płyty należy układać z przesunięciem w stosunku do siebie w kolejnych warstwach.
Układając izolację termiczną w stropodachach wentylowanych, należy chronić ją przed zawilgoceniem i zapewnić możliwość wyschnięcia po przypadkowym zawilgoceniu.
W warunkach zimowych prowadzenie robót jest możliwe tylko wtedy, jeżeli materiały izolacyjne układa się bez spoiwa lub też przy zastosowaniu spoiwa odpornego na niską temperaturę. Jeżeli natomiast materiał izolacyjny ma chronić ośrodek o bardzo wysokiej temperaturze — wtedy należy stosować wyłącznie materiały odporne na wysoką temperaturę — głównie pochodzenia mineralnego.
Ř Metody likwidacji mostków termicznych
Dodatkowe ocieplenie samych mostków termicznych, bez ocieplania całej ściany, jest możliwe jedynie w tych przypadkach, w których koncepcja architektoniczna budynku zezwala na wzbogacenie elewacji o gzymsy lub pilastry (rys. 8-7 i 8-8). Przedstawione na tych rysunkach rozwiązania pozwalają wprawdzie na ocieplenie budynku wyłącznie w miejscach występowania mostków termicznych, ale za cenę zmiany wyglądu elewacji oraz stworzenia. możliwości dodatkowego zawilgocenia. Każdy dodatkowy poziomy występ muru zatrzymuje spływającą po ścianie wodę i pozwala na jej penetrację w głąb ściany. Jeżeli taki poziomy występ muru nie będzie idealnie zabezpieczony obróbkami blacharskimi, wówczas woda będzie wnikać do wnętrza ściany, powodując jej zawilgocenie, a tym samym pogarszając właściwości izolacyjne.







Rys. 8-7. Ocieplenie wieńca i likwidacja mostka termicznego z lokalnym zwiększeniem grubości ściany.
Rys. 8-8. Dodatkowe ocieplenie ściany zewnętrznej w miejscu występowania mostka pionowego.



Praktycznie jednak, zamiast ocieplania samych mostków termicznych, wykonuje się zwykle ocieplenie całej przegrody. Jest to powszechny i najwłaściwszy sposób wykonywania dodatkowej izolacji termicznej. Istnieje wiele sposobów wykonywania tych dociepleń. I tak na przykład tradycyjną metodą wykonywania dodatkowego ocieplenia (docieplania) ścian zewnętrznych jest nakładanie izolacji termicznej (najczęściej stosowane są tu płyty styropianu) na stalowe pręty uprzednio zamocowane w ścianie, w ten sposób, aby na wystających z izolacji końcówkach prętów można było umocować siatkę stalową pod nowy tynk. Jest to tzw. metoda mokra ciężka. Została ona już prawie całkowicie zastąpiona metodami lekkimi. Izolacja ze styropianu (lub wełny mineralnej) jest przyklejana masą klejącą do podłoża, następnie do tej izolacji przykleja się siatkę z włókna szklanego, a na niej wykonuje się elewacyjną masę tynkarską, jest to metoda lekka mokra.
Istnieje obecnie szereg różnych metod wykonywania docieplenia budynków, proponowanych przez firmy, prześcigające się wzajemnie w reklamie. Wszystkie te metody charakteryzują się niewielkim ciężarem izolacji termicznej wraz z wyprawą elewacyjną oraz niezwykle estetycznym wyglądem. Można również docieplać budynki tzw. styroblokami (rys. 8-11), czyli cegiełkami ze styropianu z wykonaną na nich mineralno-polimerową masą tynkarską. Na ścianie w ten sposób ocieplonej widać wyraźnie podziały utworzone przez te płytki; ściana taka wygląda, jak wymurowana z białych cegiełek.
Inne firmy proponują wykonywanie na przyklejonym styropianie od razu całej wyprawy elewacyjnej. Każda z firm reklamujących swoje rozwiązania musi mieć aprobaty techniczne na stosowane przez siebie rozwiązania.
Wymagające dodatkowego ocieplenia stropodachy muszą być docieplane w zależności od rodzaju ich konstrukcji. W stropodachach o konstrukcji z przestrzenią wentylowaną, składających się ze stropu i oddzielnej konstrukcji dachu, dociepla się jedynie część stropową we wnętrzu przestrzeni powietrznej (rys. 8-12). Izolację termiczną układa się na stropie (jeśli można się dostać do przestrzeni między stropem, a dachem), bądź też wtryskuje się izolację w formie pianki do tej przestrzeni, jeśli jest ona niedostępna i ma niewielką wysokość.
Stropodachy o konstrukcji pełnej można docieplić jedynie od góry, po zdjęciu pokrycia dachowego. Jest to jednak operacja skomplikowana, wymaga właściwie przebudowy stropodachu i musi być wykonywana w odpowiednich warunkach atmosferycznych lub pod przekryciem.











Rys. 8-11. Docieplenie ściany styroblokami








Rys. 8-12. Docieplenie stropodachu wentylowanego od strony przestrzeni powietrznej

III ZOLACJE AKUSTYCZNE
Ř Rozchodzenie się dźwięku w przegrodach budowlanych
Nowe, lekkie konstrukcje budynków, powstające w wyniku poszukiwania i stosowania nowych materiałów konstrukcyjnych i izolacyjnych, charakteryzują się większą zdolnością przenoszenia dźwięków niż konstrukcje tradycyjne — masywne. Ponieważ jednocześnie mamy do czynienia ze wzrostem natężenia wszelkiego rodzaju hałasów, spowodowanych chociażby obecnością arterii drogowych czy kolejowych w pobliżu osiedli mieszkaniowych, a także ze wzrostem ilości hałasów spowodowanych sprzętem gospodarstwa domowego, czy radiowo-telewizyjnym, należy stosować takie konstrukcje i takie materiały, które mogą ograniczyć słyszalność tych hałasów. Dźwięki i hałasy — to w zasadzie pojęcia o zbliżonym znaczeniu, jednakże w języku potocznym, a także w wielu podręcznikach, termin „dźwięk" traktowany jest jako czynnik przyjazny dla człowieka i powstający niejako na jego życzenie (np. muzyka, śpiew, odgłosy z radia, czy telewizji). Słowo „hałas" z reguły jest przedstawiane w znaczeniu pejoratywnym: „hałas" — to coś niepożądanego, szkodliwego, mającego wpływ na złe samopoczucie oraz stanowiącego źródło nerwic i stresów. Ciekawą rzeczą jednak jest fakt, że ta sama muzyka, ale słyszana z mieszkania sąsiedniego przez ścianę, jest już hałasem, a nie dźwiękiem...
Pod względem fizycznym dźwięk tworzy się wskutek drgania mechanicznego cząstek materiału dowolnego ośrodka sprężystego. Drgania te rozchodzą się w tym ośrodku w postaci fal dźwiękowych. Istnienie tego ośrodka jest warunkiem koniecznym powstawania dźwięku, jako że dźwięki nie mogą powstawać w próżni.
Ciśnienie akustyczne to ciśnienie wywołane drganiami akustycznymi, będące różnicą między ciśnieniem istniejącym w środowisku w danej chwili a ciśnieniem istniejącym w środowisku, gdy nie ma w nim drgań akustycznych. Bel jest to poziom ciśnienia akustycznego występujący, gdy podwojony logarytm dziesiętny ilorazu tego ciśnienia do ciśnienia odniesienia wynoszącego 2 x 10 - 5 paskala jest równy l. W praktyce powszechnie stosuje się jednostkę nazwaną decybelem [dB], równą jednej dziesiątej bela. Ponadto, aby przybliżyć pomiar dokonany przyrządem pomiarowym do wrażenia, jakie dźwięk ten wywiera na błonę bębenkową ucha człowieka, wprowadza się w układ pomiarowy jeden z trzech rodzajów filtrów korekcyjnych o określonych charakterystykach, oznaczanych zwykle literami A, B lub C. Uwzględniając to, podaje się rodzaj zastosowanego podczas pomiaru korektora, np. dB(A), dB(B) lub dB(C).
W akustyce budowlanej jest rzeczą istotną jak reaguje fala dźwiękowa na obecność przegrody. Zależy to od jej konstrukcji i rodzaju materiałów, z których ta przegroda się składa. Fala dźwiękowa może więc być przez tę przegrodę pochłonięta, może być od tej przegrody odbita, a przeważnie jest częściowo pochłonięta oraz częściowo odbita. Kąt padania fali dźwiękowej i kąt jej odbicia są sobie równe, natomiast rodzaj materiału przegrody określa, jaka część fali zostanie pochłonięta przez przegrodę, a jaka od tej przegrody odbita (rys. 8-13).

a1 - kąt padania fali
a2 - kąt odbicia fali
a3 - kąt między powierzchnią przegrody a kierunkiem fali
pochłoniętej




Rys. 8-13. Wpływ istnienia przegrody na odbicie, lub pochłonięcie fali dźwiękowej





Ř Rodzaje izolacji akustycznych
Rodzaje materiałów, z których projektuje się zewnętrzne przegrody budowlane powinny być tak dobrane, aby zapewnić we wnętrzu budynku komfort akustyczny. Oznacza to dopuszczenie do powstania w tych pomieszczeniach dźwięków o jedynie takich natężeniach, które nie wywołują przykrych doznań u przebywających tam ludzi. Istnieje bowiem pewna granica natężenia hałasu, tj. 30—35 dB(A), powyżej której w takim pomieszczeniu nie można ani pracować, ani wypoczywać. W normie PN-87/B-0215] określono poziomy hałasów (A), które można dopuścić w poszczególnych rodzajach pomieszczeń, np.:
• w pokojach dla chorych w szpitalach — 30 dB w dzień, 25 dB w nocy,
• w sypialniach domów mieszkalnych — 35 dB w dzień, 25 dB w nocy,
• w klasach szkolnych i salach wykładowych — 35 dB
• w pomieszczeniach administracyjnych — 35 dB
Równocześnie zostały określone poziomy hałasów (natężenia dźwięku) na zewnątrz budynków, w zależności od miejsca ich usytuowania:
• ulice w cichych osiedlach — 50 dB,
• ulice dzielnicowe — 65 dB,
• ulice miejskie w śródmieściu — 75 dB,
• przelotowe arterie ruchu ciężkiego, sąsiedztwo wielkich zakładów przemysłowych — 80 dB.
W związku z tym określa się wymagania akustyczne dla przegród budowlanych. Jeśli np. dom mieszkalny lub szpital, znajduje się przy dużej i ruchliwej ulicy w śródmieściu, to zewnętrzna ściana takiego budynku powinna zapewnić pochłonięcie dźwięku o natężeniu około 50 dB, co wynika z różnicy poziomu hałasu na zewnątrz i wymaganego poziomu dźwięku w pomieszczeniu. Jeśli przegroda jest wykonana w formie masywnej (np. gruby mur ceglany) — to pochłonięcie tej porcji hałasu osiąga się łatwo, jeśli natomiast w przegrodzie tej znajdują się liczne otwory okienne lub drzwi balkonowe, wówczas te otwory obniżają znacznie zdolności izolacyjne ściany. Należy wtedy stosować specjalne konstrukcje okien i drzwi balkonowych, które zapewniają właściwą izolacyjność akustyczną. Są to przeważnie okna z podwójną lub potrójną szybą zespoloną, o ramach wykonanych z dobrego gatunkowo tworzywa sztucznego (PCW).
Wymagania dobrej izolacyjności akustycznej odnoszą się również do ścian wewnętrznych, ponieważ często źródła hałasu znajdują się w tym samym budynku, często bezpośrednio za ścianą. Pracująca pralka, czy odkurzacz powodują hałas rzędu 70 dB(A), krzyki bawiących się dzieci, odgłosy z radia, czy telewizora — około 80 dB(A). Dźwięki te powstające we własnym mieszkaniu z założenia nie powinny być uciążliwe, natomiast dochodzące z mieszkań sąsiednich lub z klatki schodowej — przeszkadzają i muszą być eliminowane. Dlatego też nieprzypadkowo projektuje się pomieszczenia kuchenne i WC przy ścianach klatek schodowych (rys. 8-14); oddzielają bowiem pokoje




Rys. 8-14. Prawidłowe rozmieszczenie pomieszczeń w mieszkaniu pod względem akustycznym.

mieszkalne i sypialnie od tych klatek i powodują niezależnie od ścian dodatkowe tłumienie dźwięków.
Same przegrody budowlane, zarówno ściany, jak i stropy, powinny mieć konstrukcję umożliwiającą właściwe tłumienie hałasów. Stropy ciężkie, o konstrukcji masywnej, przeważnie wystarczają do ochrony pomieszczeń przed dźwiękami powietrznymi, natomiast mogą nie stanowić wystarczającej ochrony przed dźwiękami uderzeniowymi. Z tych względów układa się na stropach tzw. podłogi pływające o budowie rozdzielonej dobrym izolatorem akustycznym, które stanowią skuteczną ochronę przed tymi dźwiękami. Przykładowo mogą być tu zastosowane płyty wykonywane na bazie wełny mineralnej, które poprawiają izolacyjność akustyczną stropu o około 28 dB (!). Właściwości izolacyjne przegrody poziomej poprawia również zastosowanie specjalnej konstrukcji sufitów podwieszonych złożonej z płyty nośnej i izolacji dźwiękochłonnej, umocowanej w sposób sprężysty do konstrukcji stropu .
W konstrukcji ścian zewnętrznych pożądane jest użycie takiej izolacji termicznej, która charakteryzuje się równocześnie dobrym pochłanianiem hałasów, np. płyt ściennych fasadowych z wełny mineralnej. Proponowane są również tłumiące dźwięki konstrukcje ścianek działowych o niewielkiej grubości (rys. 8-17), natomiast o izolacyjności akustycznej ok. 50 dB(A).

Profil stalowy


Rys. 8-17. Konstrukcja tłumiąca dźwięki ścianek działowych
Ř Zasady właściwego projektowania akustycznego
Budynki i pomieszczenia specjalne, przeznaczone profesjonalnie do słuchania emitowanych dźwięków — opery, filharmonie, sale koncertowe, sale teatralne, kina i audytoria — muszą być tak wykonane, aby natężenie dźwięku miało możliwie równomierny rozkład w całym pomieszczeniu i aby dźwięk był wyrazisty, bez echa i rezonansu, za to z właściwym pogłosem, czyli pozornym wydłużeniem dźwięku, pożądanym zwłaszcza przy słuchaniu muzyki, czy śpiewu. Uwzględnić należy tu bardzo wiele czynników, takich jak wielkość widowni, wpływ kształtu sceny, wpływ tzw. fosy orkiestrowej (pomieszczenia znajdującego się między sceną, a widownią, poniżej sceny), wpływ balkonów itp. Szczególnie ważne jest uzyskanie równomiernego natężenia dźwięku we wszystkich miejscach widowni. Aby to uzyskać, należy unikać wykonywania we wnętrzach powierzchni wklęsłych, prowadzących dźwięki do jednego punktu, należy też unikać głębokich wnęk pod balkonami, do których dźwięki mogą w ogóle nie dochodzić. Ponadto należy unikać projektowania ścian jako powierzchni do siebie równoległych, ponieważ może to powodować powstanie echa pojedynczego lub wielokrotnego. Sufit powinien zapewnić równomierne odbicie fal dźwiękowych na całą powierzchnię podłogi widowni, zatem nie powinien pochłaniać dźwięków.
Sale koncertowe, przeznaczone do słuchania muzyki symfonicznej, powinno się projektować na około 1500 osób, sale przeznaczone do słuchania muzyki kameralnej — na około 400 osób. Zapewni to dobrą słyszalność ze wszystkich miejsc widowni. W sali operowej musi być zaprojektowana fosa dla orkiestry, przy czym górny jej otwór powinien zajmować około 2/3 podłogi fosy. Dźwięki ze sceny powinny być kierowane jedynie na widownię, natomiast te ściany, które mogłyby odbijać fale w kierunku sceny, powinny być okryte materiałami dźwiękochłonnymi.

Hałas, ochrona przed hałasem

HAŁAS
Sygnały dochodzące z otocznia, rejestrowane narządem słuchu, nazywa się dźwiękami. Fizycznym nośnikiem tych sygnałów, zanim dotrą. one do ucha, są, fale mechaniczne rozchodzące się w powietrzu i zwane falami akustycznymi. Głośność dźwięku jest związana z natężeniem, zaś jego wysokość z częstotliwością fali. Częstotliwość, czyli liczbę zmian drgań w ciągu 1 sekundy, mierzy się w hercach Hz. Ucho ludzkie jest przystosowane do odbioru fal dźwiękowych o częstotliwościach od 16 Hz do 20000 Hz. Wszystkie dźwięki z tego zakresu częstotliwości nazywa się s 1 y s z a 1 n y m i. Drgania o częstotliwościach większych niż słyszalne to ultradźwięki, natomiast o częstotliwościach niższych niż słyszalne to infradźwięki.
Występujące w środowisku dźwięki niepożądane lub szkodliwe dla zdrowia człowieka określamy mianem hałasów. Najczęściej stosowana. miara hałasu jest poziom dźwięku wyrażany w decybelach dB Zakres spotykanych w środowisku poziomów dźwięku jest dość
Rozległy, począwszy od wartości progowych, tj. poziomu 0 dB, będących jeszcze w stanie wywołać u człowieka wrażenie słuchowe (próg słyszalności), po wartości powodujące fizyczne odczucie bólu - 130 dB (granica bólu).
Hałas może wywierać niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka, świat zwierzęcy i roślinny. Szkodliwość hałasu zależy od jego natężenia i częstotliwości, charakteru zmian w czasie, długotrwałości działania. Szczególnie dokuczliwy jest hałas występujący w postaci pojedynczych impulsów dźwiękowych (trzask, huk) lub w postaci ciągu takich impulsów.
W widmie hałasu mogą występować składowe w zakresie infra- i ultradźwięków, które wywierają dodatkowy szkodliwy wpływ na organizm ludzki.
Wraz z hałasem najczęściej występują wibracje. Wibracje to drgania mechaniczne przenoszone na konstrukcję budynku bądź ciało człowieka jako rezultat bezpośredniego kontaktu mechanicznego miedzy źródłem drgań i odbiorca..

ZRODLA HAŁASU I WIBRACJI

W dzisiejszym zurbanizowanym świecie mamy do czynienia z powszechnością występowania zjawisk hałaśliwych i wibracyjnych. Występują one zwłaszcza w dużych miastach, wzdłuż tras komunikacyjnych, wokół obiektów przemysłowych i usługowych o charakterze wytwórczym..
Fizycznymi źródłami hałasu w środowisku są najczęściej:
- maszyny, urządzenia i narzędzia (np. młoty pneumatyczne, sprężarki, wiertarki, szlifierki);
- część procesów technologicznych generujących hałasy aerodynamiczne (np. zrzuty pary pod ciśnieniem);
- pojazdy komunikacji drogowej, szynowej, lotniczej, wodnej;
- inne pojazdy (ciągniki rolnicze, maszyny budowlane itp.);
- urządzenia komunalne (windy, hydrofory, transformatory, pompy).
Ze wzglądu na źródło i miejsce występowania hałasu, wyrocznia się hałas: przemysłowy, komunikacyjny (drogowy, kolejowy, lotniczy), komunalny (osiedlowy), mieszkaniowy (domowy).
HAŁAS KOMUNIKACYJNY
Do najpowszechniejszych i najbardziej uciążliwym źródeł hałasu i wibracji, szczególnie w środowisku zurbanizowanym, należy komunikacja drogowa. Jest to spowodowane faktem, ze samochód dociera praktycznie wszędzie, nawet w bezpośrednim sąsiedztwie obiektów wymagających ochrony przed hałasem. Poziomy dźwięku środków komunikacji drogowej są duże i wynoszą. 75-90 dB

HAŁAS PRZEMYSŁOWY
Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w miejscu pracy określają przepisy, normy i zalecenia. Najbardziej ogólnym przepisem jest rozporządzenie Ministra Pracy, Pracy i Spraw Socjalnych, które określa dopuszczalny poziom hałasu na stanowisku pracy. Do określenia dokładnych wartości hałasu dopuszczalnego trzeba brać pod uwagę m.inn czas działania hałasu oraz jego maksymalne i szczytowe wartości.
• poziom ekspozycji dziennej (8godz) nie powinien przekraczać 85 dB,
• poziom ekspozycji tygodniowej nie może przekraczać 85 dB dziennie,
• max. poziom dźwięku A nie może przekroczyć 115 dB,
• szczytowy poziom dźwięku C nie może przekroczyć wartości 135 dB
Uważa się, że ekspozycja na hałas przekraczający 85 dB jest możliwa bez uszczerbku dla zdrowia w przypadku stosowania przerw w pracy lub ograniczaniu czasu pracy w ekspozycji. Np praca w ciągłym hałasie w granicach 95-100 dB nie może trwać dziennie dłużej niz 40-100 min., zaś praca w hałasie do 110 dB - nie dłużej niż 10 minut dziennie. W przypadku narażenia pracowników na hałas o różnym poziomie narażenia w czasie należy określić ekwiwalentny poziom hałasu, który jest sumą stosunku najwyższej dopuszczalnej ekspozycji na hałas w poszczególnych poziomach natężenia do okresu faktycznej ekspozycji w tych samych poziomach. Jeżeli suma tych stosunków przekracza liczbę 1 to przyjmuje się, że została przekroczona dopuszczalna dawka hałasu.
Okresy dopuszczalnej ekspozycji na hałas w zależności od jego natężenia (w/g rządowych normatywów USA z 1973r.)
Okresy najdłuższej dopuszczalnej ekspozycji na hałas (godz.) Poziom natężenia hałasu (dB A)
8 85
4 90
2 95
1 100
30 min 105
15 min 110
7,5 min 115*
Oprócz norm i przepisów dotyczących hałasu w środowisku pracy istnieją również inne normy określające dopuszczalne wartości hałasu np. normy dopuszczalnego poziomu dźwięku hałasów przenikających do pomieszczeń mieszkalnych i użyteczności publicznej od wszystkich żródeł i od instalacji i urządzeń w budynku, normy dotyczące hałasu komunikacyjnego itp.
W środowisku pracy występuje nie tylko hałas „słyszalny” tonalny, ale również hałas o częstotliwościach niesłyszalnych dla ucha ludzkiego.
Hałas infradżwiękowy o bardzo niskiej częstotliwości, poniżej 20 Hz emitowany jest przez maszyny i urządzenia przepływowe, takie jak sprężarki, silniki wysokoprężne, młoty, wentylatory przemysłowe, dmuchawy wielkopiecowe. Źródłem infradźwięków mogą być masy wody w zaporach i kanałach wodnych, transport lądowy, wodny i lotnictwo. Fale infradźwiękowe osiągaja bardzo duże długości (najkrótsza fala ma długość 17m) mogą się rozchodzić na duże odległości od źródła (nawet setki km) i stwarzać w ten sposób zagrożenie na znacznym obszarze. Hałas ten u źródła może osiągać poziom dochodzący do 135 dB. Zagrożenie jest tym większe, że od wartości poziomów 130 dB może występować dodatkowo zjawisko rezonansu narządów wewnętrznych, które może doprowadzić do zaburzeń w funkcjonowaniu komórek, tkanek i narządów, powodując przy poziomach pow. 160 dB mechaniczne zniszczenie struktur organizmu.
Hałas ultradźwiękowy o wysokiej częstotliwości, powyżej 20 000 Hz (20kHz) emitowany jest przez m. inn. lutownice ultradźwiękowe, wanny lutownicze, zgrzewarki, płuczki, narzędzia pneumatyczne, sprężarki, palniki, niektóre maszyny włókiennicze.
Ultradźwięki są wykorzystywane w procesach technologicznych, a także w diagnostyce medycznej, w przemyśle spożywczym, w defektoskopii itp. Ultradźwięki mogą byc bardzo niebezpieczne przy nieodpowiednim stosowaniu i nieprzestrzeganiu podstawowych zasad obsługi urządzeń ultradźwiękowych.
Zarówno w przypadku ultradźwięków jak i infradźwięków istnieją szczegółowe normy określające dopuszczalne wartości poziomów ciśnienia akustycznego.
Istnieje wiele metod ochrony przed hałasem w pracy. Najskuteczniejszą metoda jest niepodejmowanie pracy w zakładach, w których występuje nadmierny hałas. Jednak nie zawsze jest to rozwiązanie najkorzystniejsze. Tak więc jeżeli juz musimy przebywać w środowisku hałaśliwym to przede wszystkim dbajmy o własny słuch. Do podstawowych ochron osobistych zaliczają się ochronniki słuchu popularnie zwane nausznikami lub słuchawkami choć ani nie chronią przed mrozem, ani nie służą do słuchania.
Mając już ochronniki możemy zacząć interesować się, czy nie można wyciszyć źródła hałasu (maszyny, urządzenia). Równolegle można dążyc do takiego ustawienia maszyn, aby dźwięki przez nie emitowane nie nakładały się na siebie i nie nasilały hałasu ogólnego. Inna metodą jest komasowanie hałaśliwych urządzeń w jednym miejscu i poprzez np. automatykę ograniczanie liczby osób zagrożonych, a tych, którzy muszą już zostać w niebezpiecznych miejscach wyposażanie w specjalne ochrony i ograniczanie czasu ekspozycji.
Dobre rezultaty uzyskuje się dzięki zastosowaniu specjalnych ekranów dźwiękochłonnych, paneli, materiałów i ustrojów dźwiękoizolacyjnych i dźwiękochlonnych (patrz rozdział pt. Tłumienie ciszy w kabinach).
Kierunki działań w zakresie ochrony przed hałasem:
Hałas przez wielu mieszkańców miasta stołecznego Warszawy jest odczuwany jako jeden z najbardziej uciążliwych czynników ujemnie wpływających na środowisko. W celu ochrony środowiska i zdrowia ludzkiego przed hałasem należy podjąć działania zmierzające do:
• przeanalizowania i wprowadzenia koniecznych zmian w inżynierii ruchu drogowego:
- wprowadzenia stref ograniczonego ruchu lub całkowitej eliminacji pojazdów z wybranych ulic i rejonów miasta,
- poprawienia organizacji ruchu gwarantującej płynność jazdy,
- budowę obwodnic miejskich,
- ukończenie pierwszej i budowę następnych linii mera
- poprawy stany nawierzchni ulic i torowisk tramwajowych,
- budowę ścieżek rowerowych,
- stworzenia systemu preferencji dla komunikacji zbiorowej, rozwijanie systemów "Park and Ride" (dojazd do przystanku komunikacji zbiorowej, zaparkowanie pojazdu i kontynuowanie podróży komunikacją zbiorową),
- wyeliminowania z produkcji oraz stopniowe eliminowanie z użytkowania środków transportu, maszyn i urządzeń, których hałaśliwość nie odpowiada standardom Unii Europejskiej;
• zmniejszenie uciążliwości związanej z istniejącym poziomem hałasu poprzez:
- budowę ekranów i przegród akustycznych,
- zwiększenie ilości izolacyjnych pasów zadrzewień,
- stosowanie dźwiękochłonnych elewacji,
- wymianę okien na dźwiękoszczelne w domach mieszkalnych przy trasach intensywnego ruchu;
• opracowania kompleksowego planu akustycznego oraz prowadzenie odpowiedniego planowania przestrzennego, które pozwoli na:
- ocenę uciążliwości lub zagrożeń hałasem,
- zakwalifikowanie istniejących obiektów i obszarów do odpowiednich stref akustycznych, uniknięcie pomyłek lokalizacyjnych przy budowie nowych obiektów, w tym lokalizowanie nowych miejsc pracy w obszarach charakteryzujących się mniejszym natężeniem ruchu komunikacyjnego,
- programowanie przewidywanego poziomy hałasu innych jego parametrów, dobór metod i środków zmierzających do ograniczenia i utrzymania na możliwie niskim poziomie,
- analizę trendów zachodzących w klimacie akustycznym,
- rozstrzygnięcie spraw związanych ze zwalczaniem hałasu, nakładanie kar i odszkodowań, rozpatrywanie skarg i wniosków mieszkańców oraz podejmowanie decyzji dotyczących likwidacji źródeł hałasu;
• ograniczenie liczby lotów samolotów szczególnie w porze nocnej;
• rozwinięcia systemu monitoringu lokalnego poprzez:
- opracowanie programu monitoringu lokalnego
- uruchamianie (u latach 2002 lub 2003) stacji monitoringu całodobowego, w punktach szczególnej uciążliwości hałasu drogowego,
- prowadzenie monitoringu okresowego w kilku wybranych punktach miasta;
• prowadzenia działalności edukacyjnej o zagrożeniu środowiska i zdrowia ludzkiego hałasem.

---