hangterjedés szabad térben, terjedés zárt térben 11. (v. 20)

Hangterjedés szabad térben, terjedés zárt térben11. (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.

ELTE IV. Környezettudomány2010/2011 II.félév

AKUSZTIKA és ZAJSZENNYEZÉS

Hangvisszaverődés és elnyelés, és anyagi jellemzői.Hanggátlás és hangszigetelés, árnyékolás, szűrés.

Zajártalom, zajvédelem, zajszabványok, aktív-passzív zajcsökkentés

http://szft.elte.hu/~kojnok/akuea08/

  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

2

• Vizsgaidőpontok:• Elővizsga:• 2010. május 26. 1415 – 1530…… terem • Kollokvium:• 2010. Június 17. 900 szobám /5.71/

1.)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

A zajvédelemi megoldások prioritásai:A zajvédelemi megoldások prioritásai:

1.)1.) Elsődleges a forrás (emisszióemisszió) csökkentése 2.)2.) Másodlagos a terjedés (transzmissziótranszmisszió) csillapítása 3.)3.) Harmadlagos a védett tér (immisszióimmisszió) védelme

ZajcsökkentésZajcsökkentés

AdóEmisszióEmisszió

1.

Vivő közegTranszmisszióTranszmisszió

2.

VevőImisszióImisszió

3.

4

ZajcsökkentésZajcsökkentés

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

5

11-D10+r2 lglg10 WI LL

oktávdB /6

mrmA

mWI

WP

PPL

o

o

o

oW

1;1

;10

;10

;10

12

212

12

lg

24 r

PDI

Pontforrás

6-10lgDr lg10*.

iPInkohI LL

r

PDrI

iInkoh

4)(

*

Vonal forrás

oktávdB /3

2.) A szabadtéri terjedést befolyásoló tényezők2.) A szabadtéri terjedést befolyásoló tényezők

1

lg201 r

rLL II 2

112 rIIr

r

PDrI

ikoh

2)(

*

8-10lgDr lg10*.

iPkohI LL

TávolságTávolság

6

• 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.)

2.) A szabadtéri terjedést befolyásoló tényezők2.) A szabadtéri terjedést befolyásoló tényezők

7

A levegő csillapító hatása ΔL a hangforrástól való távolság

és a frekvencia (Hz) függvényében.

(10 °C a levegő-hőmérséklete és 70% relatív nedvességtartalom)

Az elnyelés függése a relatív nedvességtartalomtól

CxI

dxI

dI

ln

;

8

Zajszámítások Zajszámítások

N

i

L

iTAeq

iAM

tT

L1

10,

,

101

lg10

LAM,i = LWA,i – 20 lg r + 10 lg D – 11 + KÁ + KN

KÁ = árnyékolási korrekció;KN = növényzeti korrekció

Az egyenértékű

A-hangnyomásszint:

9

• Távolságtól függő korrekció

• Növénysávtól függő korrekció

• Hangárnyékolástól függő korrekció

Elhajlási tag (Fresnel-integrál)

2.) Korrekciók2.) Korrekciók

Fresnel szám

Z= a+b-d

2

Z

N

NNth

NgLKárny

2

2201

10

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

2

Z

N

11

ZajmérésekZajmérések Frekvencia szűrőkFrekvencia szűrők

Különféle frekvencia súlyozások: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.

-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)

Műsorszórás, audió eszközök Műsorszórás, audió eszközök frekvencia súlyozásafrekvencia súlyozása

nois

signal

nois

signalA

AP

PdBSNR lg20lg10)(

12

Idő súlyozásokIdő súlyozások

ZajmérésekZajmérések

Integrálás:

•F (125 ms ra) átlagolva•Sound Explosure Level (Ekvivalens: 1 sec alatt) •LAeq,1h 1 órára•LAeq,24h 1 napra

Pisztoly lövése, 25 cm-es távolságban.

2

1

2

2

12,

)(1lg10

T

T oTeq dt

p

tp

TTL

TT

T

tLTeq dt

TL 10/)(

,10

1lg10

13

Az átlagos zajterhelés átlaga egy nap során:Az átlagos zajterhelés átlaga egy nap során:

LAeq ,1h

IdőfüggésekIdőfüggések

USA szabvány

Zaj expozicióZaj expozició

14

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. 15

• = un. „agglomeráció”-ra – amely egy tagállam által egy területen belül behatárolt olyan részt jelent, amelynek lakossága meghaladja a 100 000100 000 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 30 00030 000 -nél több vonatszerelvény halad át.

• = un. „fontosabb repülőtér”-re - amely a tagállam által kijelölt polgári repülőteret jelenti, és amelyen évente 50 00050 000 -nél több forgalmi esemény (azaz fel- vagy leszállás) történik, nem számítva a kisebb repülőgépekkel végrehajtott kizárólag oktatási célú repüléseket.

Az EU az „zajtérképei” (2002/49/EK2002/49/EK irányelve a környezeti zaj értékeléséről és

kezeléséről: (stratégiai „zajtérképek)

16

Brüel & Kjaer 7812 Lima zajtérképező szoftvere

17

A közúti forgalom zajaA közúti forgalom zaja

80 km/h +3dB,mint 24 km/h. 2000 jármű/óra +3dB,

mint 200 jármű/óra.1 teher autó =

32 db személy autó

Jármű sűrűségsebessége

teherautó-személy autó arány

18

2.) Terjedés zárt térben2.) Terjedés zárt térben

)(.. hőyeltneltranszreflbeeső IIII

Transzmisszió

(hanggátlás) Törés

S.D.

Reflexió

~(Z2-Z1)2

Abszorbció

(elnyelés)Szóródás

nem veszteség

Elhajlás

19

)(.. hőyeltneltranszreflbeeső IIII

beeső

yeltnel

I

I

Reflexió foka:

Veszteségtényező:

beeső

reflexió

I

I

Transzmisszió foka:

beeső

ziótranszmiss

I

I

Beeső intenzitás:

=1=1

1beeső

reflexióbeeső

I

II

2.) Terjedés zárt térben2.) Terjedés zárt térben

Hangelnyelési fok:

20

Hangelnyelés (Hangelnyelés ())

Építőanyagok Szövetek

A= A= F FEgyenértékű elnyelési felület.Egyenértékű elnyelési felület.

21

Elnyelődés-utózengésElnyelődés-utózengés

Utózengés frekvencia függőUtózengés frekvencia függő

Terjedés zárt térbenTerjedés zárt térben

60 dB60 dB

22

)(1

lg10 dBR

Transzmissziós tényező(átvezetési fok):

Hangterjedés falon keresztülHangterjedés falon keresztül

be

transzm

I

Iτ .

Hanggátlás:

Ibe: falba belépő intenzitás

Itr.: falból kilépő intenzitás

A falba belépő intenzitásegy része elvezetődik, másik része elnyelődik, harmadik része átsugárzódik.

23

Rezgésekre vonatkozó előírásokRezgésekre vonatkozó előírások

• Különbséget kell tenni, hogy emberre vagy a környezetre irányul.

• Az emberi érzet alapja a rezgésgyorsulásrezgésgyorsulás..• 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 24

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

dBa

aLa

0

lg20Gyorsulás szint (ao=1μm/s2)

RezgésekRezgések

Rezgési amlitudó:

a 7-8 Hz közötti az agy alfa hulláma,

25

1.) Zajforrások zajcsökkentése1.) Zajforrások zajcsökkentése

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

26

GépzajokGépzajok– megfelelő alapozás

– Dinamikus kiegyensúlyozás

– Fordulatszám-csökkentés

– Kopott alkatrészek cseréje

– Felületi rezgések csökkentése (merevítések)

– Rezgő felületek csökkentése

– Anyagmegválasztás

– Rugalmas csatlakoztatások

1.) Zajforrások zajcsökkentése1.) Zajforrások zajcsökkentése

TokozásTokozás

27

2.) Zajárnyékolás2.) Zajárnyékolás

28

• Zajvédő Zajvédő fülkékfülkék

• FülvédőFülvédő• FüldugóFüldugó• StbStb.

3.) Egyéni zajvédelemi módszerek3.) Egyéni zajvédelemi módszerek

29

FŐÚTVONALAK MENTÉN LEVŐ ÉPÜLETEK ELŐTT A KÖZLEKEDÉSI ZAJOK:

NAPPALI IDŐSZAKBAN: LAeq>72 dB

ÉJSZAKAI IDŐSZAKBAN: LAeq>68 dB

AZ ELFOGADHATÓ ZAJ NAGYSÁGA A HELYISÉGEKBEN (CSUKOTT ABLAK MELLETT)

NAPPAL, LAeq ÉJSZAKA LAeq

LAKÓSZOBA 40dB 30dB

ISKOLA, IGÉNYES IRODA 40dB 40dB

2.) HOMLOKZATI FALAK HANGSZIGETELÉSEHOMLOKZATI FALAK HANGSZIGETELÉSE

KOMMUNIKÁCIÓ ALVÁS NYUGALOM

A HOMLOKZAT ZAJCSÖKKENTŐ HATÁSA > 38 dBA HOMLOKZAT ZAJCSÖKKENTŐ HATÁSA > 38 dB 30

Zajtól védendő helyiség

Határérték (LTH) az LAM megítélési szintre (dB)

nappal6-22 óra

éjjel22-6 óra

Kórtermek és betegszobák 35 30

Kórházak, rendelőintézetekkezelő- és műtőhelyiségei

35

Egyéb orvosi rendelő- éskezelőhelyiségek

40

Tantermek, előadó- és foglalkoztatótermek bölcsődékben, óvodákban ésoktatási intézményekben; ülés- és tárgyalótermek;könyvtári olvasótermek;tanári szobák;intézmények akusztikai szempontbóligényes irodahelyiségei

40

Lakószobák lakásokban,szociális otthonokban, üdülőkben

40 30

Lakószobák szállodákban, panziókban,munkásszállókban, diákotthonokban, üdülőházakban

45 35

Étkezőkonyha, étkezőhelyiség lakásokban 45

Szállodák, panziók, üdülők,szociális otthonok, munkásszállókés diákotthonok közös helyiségei

50

Éttermek, eszpresszók 55

Kereskedelmi, vendéglátó épületeladóterei, illetve vendéglátóhelyiségei; várótermek; intézményekakusztikai szempontból kevésbéigényes helyiségei

60

A zaj terhelési határértékei épületek zajtól védendő helyiségeiben

31

• 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

Zajra vonatkozó jogszabályok, előírásokZajra vonatkozó jogszabályok, előírások

32

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?

33

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?

34

Akusztika és zajszennyezésIV. Környezettudomány

Tételsor – 2010.

35