http://ffp.elfa.sk
Časopis o problematike fyzikálnych faktorov prostredia
TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH, Strojnícka fakulta
Katedra environmentalistiky
Ročník: III.
Číslo: 1.
Máj 2013
ISSN 1338-3922
Identifikácia problémových hlukových miest v záujmovom území modernizovanej
železničnej trate metódou „NOISE SCORE (NS)“
Kostolné zvony ako kultúrna pamiatka a zdroj hluku vo vonkajšom prostredí
Posudzovanie expozície hluku zamestnancov používajúcich chrániče sluchu
NORSONIC Slovensko s.r.o.
Predaj prístrojov na meranie hluku, vibrácií a svetla
Letisko M.R.Štefánika 63, 82001 Bratislava 21
tel.:++421-2-33002441, 0903446808
[email protected]
www.norsonic.sk
Výhradný distribútor v Slovenskej republike
Meracích prístrojov NORSONIC
Zvukomery pre merania v pracovnom a životnom prostredí
Bezdrôtové systémy na meranie a vyhodnocovanie stavebno-akustických parametrov
Systémy na permanentné a semipermanentné monitorovanie hluku
Meracie systémy na meranie vplyvu vibrácií na človeka – malé prenosné 3 až 6 kanálové
Meracieho systému Acoustic-Camera od firmy gfai tech
Identifikácia a kvantifikácia zdrojov zvuku
Zviditeľňovanie zdrojov zvuku
Prístrojov na meranie svetla PRC Krochmann
Programov na predikciu zvuku vo vonkajšom a vnútornom prostredí DATAKUSTIK
CadnaA – výpočet hlukovej záťaže vonkajšom prostredí
CadnaR – výpočet hlukovej záťaže vo vnútornom prostredí, výrobné haly, výpočet expozície hlukom na pracovných miestach
BASTIAN – výpočet akustických parametrov vnútorný deliacich vertikálnych a horizontálnych stavebných konštrukcií
Program CATT Acoustic – predikcia, šírenie zvuku vo vnútornom priestore - hudobné, divadelné, prednáškové priestory
Meranie, znižovanie a predikcia hluku, vibrácií a škodlivín Akreditované pracovisko na meranie hluku a vibrácií Ponúkame akreditované merania v zmysle EN ISO/IEC 17025:
- hluku a vibrácií vo vonkajšom a pracovnom prostredí v súlade so
Zákonom SR 355/2007 Z.z.
- meranie hlukovej záťaže vo vonkajšom prostredí z rôznych
zdrojov hluku
- meranie stavebno-akustických parametrov stavebných konštrukcií
- parametrov priestorovej akustiky
- akustické parametre strojov, zariadení a dopravných prostriedkov
- akustický výkon strojov a zariadení
- meranie a monitorovanie leteckého hluku
- trvalé monitorovanie hluku s kontrolou v reálnom čase pomocou
internetu www.monitorovaniehluku.sk
Určovanie hlukovej záťaže predikciou pomocou matematického modelovania:
- vo vonkajšom prostredí, pre potreby plánovania a stavebného konania
- pracovanie hlukových štúdií zo zdrojov vo vonkajšom a vnútornom prostredí
- vo vnútornom prostredí, stanovenie expozície hlukom na pracovných miestach
- analýza, optimalizácia a návrh prednáškových, koncertných a divadelných priestorov
Návrh a realizácia opatrení na zníženie hluku a vibrácií.
Firma EUROAKUSTIK je spracovateľom Strategických hlukových máp a akčných plánov ochrany pred hlukom pre Bratislavskú aglomeráciu a okolie ciest v správe SSC www.hlukovamapa.sk EUROAKUSTIK, s.r.o., Letisko M.R. Štefánika 63, 82001 Bratislava
Tel.:00421-2-33002440 – 4, 09034460808, www.euroakustik.sk, [email protected]
Certifikát EN ISO 9001:2008 a EN ISO 14001:2009
Tematické
zameranie:
Objektivizácia
a posudzovanie fyzikálnych faktorov prostredia, metódy pre meranie a vyhodnocovanie
meraní, technické, prístrojové a softvérové
vybavenie pre meranie a analýzu dát a metódy
predikcie. Vydavateľstvo: Katedra environmentalistiky, Strojnícka fakulta, Technická univerzita v Košiciach, Park Komenského 5, 042
00, Košice Miesto vydania: Košice, Periodicita: 2 x ročne, Náklad: 150 ks, Ročník: III,
Číslo: 1., Schválené: MK SR, Evidenčné
číslo MKSR: EV 4281/11, Vydavateľ:
Katedra environmentalistiky, Strojnícka fakulta,
Technická univerzita v Košiciach, Park Komenského 5, 042 00, Košice
Adresa redakcie: Strojnícka fakulta, Technická
univerzita v Košiciach, Katedra environmentalistiky, Park Komenského 5, 042 00 Košice,
Tel.:
055/
602
2685,
e-mail:
[email protected],
Váţení čitatelia,
Všetky príspevky sú recenzované dvomi
recenzentmi.
V tomto toku sme pripravili niekoľko zmien, ktoré si možno Vy, ako naši čitatelia na prvý pohľad ani nevšimnete. Mali by jednoznačne viesť k zvýšeniu kvality.
Zaviedli sme povinné dva recenzné posudky pre každý príspevok. Recenzie budú
anonymné, to znamená, že recenzent nebude vedieť, koho príspevok recenzuje, taktiež recenzenti nebudú uvádzaní pri príspevkoch. Chcem sa touto cestou poďakovať
recenzentom za ich svedomitý prístup. Posudky sú spracované skutočne na vysokej
odbornej úrovni. Som rád, že takto sa k vám dostávajú len kvalitné, objektívne
príspevky. Profesionalitu zvýšime aj v blízkej budúcnosti, keď zavedieme on-line
systém pre spracovanie recenzných posudkov.
Redakčná rada
predseda
prof. Ing. Ervin LUMNITZER,
Strojnícka fakulta TU v Košiciach
PhD.,
členovia
Dr.h.c. mult. prof. Ing. František TREBUŇA,
CSc., dekan Strojníckej fakulty TU v Košiciach
prof. MUDr. Ivan ROVNÝ, PhD., MPH,
Hlavný hygienik SR, Úrad verejného zdravotníctva Slovenskej republiky
prof. Ing. Jozef HRAŠKA, PhD., Stavebná
fakulta STU v Bratislave
Ing. Drahomíra TOMÁŠKOVÁ, PhD., oddelenie laboratórií preventívneho pracovného lekárstva, RÚVZ v Ţiline
Ing. Ladislav MIHALČÍK, PhD., Ved. odd.
fyz. faktorov ŢP, RÚVZ hl. mesta SR
Bratislava
Ing. Milan RUSKO, PhD., Slovenská akadémia
vied v Bratislave
Technická redaktorka:
Ing. Zuzana FARKAŠOVSKÁ, PhD.
týmto číslom sa náš časopis dostal do tretieho roka svojej existencie. Nie je to veľa,
ale tiež sa už nepovažujeme za začiatočníkov.
Ďalšou novinkou je, že časopis už nájdete aj na facebooku (Časopis Fyzikálne
Faktory Prostredia). Budeme tam zverejňovať aktuálne informácie, pripravujeme
diskusné fórum. Týmto chceme problematiku fyzikálnych faktorov prostredia dostať do povedomia čoraz väčšieho okruhu záujemcov.
prof. Ing. Ervin Lumnitzer, PhD.
predseda redakčnej rady
http://ffp.elfa.sk
OBSAH:
5
IDENTIFIKÁCIA PROBLÉMOVÝCH
HLUKOVÝCH MIEST V ZÁUJMOVOM ÚZEMÍ MODERNIZOVANEJ
ŢELEZNIČNEJ TRATE METÓDOU
„NOISE SCORE (NS)“
Renáta Feriancová, Ján Šimo
9
NOVÉ PREDPISY NA URČOVANIE
HLUKU SPôSOBENÉHO CESTNOU
DOPRAVOU
10
KOSTOLNÉ ZVONY AKO KULTÚRNA PAMIATKA A ZDROJ HLUKU VO
VONKAJŠOM PROSTREDÍ
5
10
Peter Zaťko, Milan Kamenický
20
P O S U DZ OVA N I E E X P O Z Í C I E
HLUKU ZAMESTNANCOV POUŢÍVAJÚCICH CHRÁNIČE SLUCHU
Marek Moravec, Pavol Liptai
20
MODELOVANIE A PREDIKCIA ŠÍRENIA HLUKU V EXTERIÉRI
Identifikácia problémových hlukových
miest v záujmovom území
modernizovanej železničnej trate
metódou „NOISE SCORE (NS)“
Renáta FERIANCOVÁ, Ján ŠIMO
Abstrakt:
Hluk a vibrácie z prevádzky
železničných dráh sú ako nežiaduci produkt výrazne sledované
pri vytváraní zdravých životných
podmienok. Tento príspevok si
kladie za cieľ poukázať na možnosti a spôsoby identifikácie
problémových hlukových miest
modernizovanej železničnej trate
a to pre oblasti s vysokými hladinami hluku v kombinácii
s vysokou hustotou osídlenia
oblastí metódou “noise score“ (NS).
Kľúčové slová: hluk, vibrácie, noise score,
hluková mapa
Požiadavky na meranie a hodnotenie hluku
Povinnosťou akustika je pripraviť pracovný postup merania
a vyhodnotenia akustických veličín, ktorý poskytne objektívne dôkazy, že
posudzovaná hodnota hluku získaná meraním alebo predikciou, ktorá sa
porovnáva s prípustnou hodnotou, v zmysle platnej legislatívy, sa vzťahuje
na špecifickú zložku celkového zvuku, ktorú možno konkrétne identifikovať a ktorá je spojená s konkrétnym zdrojom zvuku.
Verifikačné a kalibračné merania sú určené na overenie predikovaných
hodnôt hluku získaných výpočtom s využitím matematického modelovania.
Pre hodnotenie hluku spôsobovaného prevádzkou na železničných
dráhach sa na účely ochrany a podpory verejného zdravia používajú hodnoty ekvivalentných hladín A zvuku určené pre referenčné časové intervaly deň (od 06.00 do 18.00h), večer (od 18.00 do 22.00h) a noc (od 22.00
do 06.00h) [1].
V prípade, že sa meranie hluku vyhodnotí pre potreby posudzovania
hlukovej záťaže súvisiacej s ochranou a podporou verejného zdravia je
nutné, aby osoba, resp. osoby vykonávajúce takéto merania, boli držitelia
„Odbornej spôsobilosti na kvantitatívne a kvalitatívne zisťovanie faktorov
životného prostredia na účely posudzovania ich možného vplyvu na zdravie – meranie hluku“ a pracovisko vykonávajúce takéto merania, bolo
akreditované v zmysle medzinárodnej normy ISO/IEC 17025 na vykonávanie takýchto meraní [2].
Obr.1 Vyhodnotenie merania hluku v záujmovom území obytnej zóny, pre účely posudzovania možného vplyvu na zdravie,
pre referenčný časový interval noc. Vyjadrenie špecifického zvuku iba od železničnej dráhy vykonané na základe audiovizuálneho, časového a frekvenčného záznamu merania.
Popis k obrázku:
1)Celkový zvuk – úplne obklopujúci zvuk v danej situácií v danom čase, zvyčajne zvuk zložený z viacerých blízkych a vzdialených zdrojov, (STN ISO
1996-1) Celkový zvuk nie je možné použiť na vyjadrenie posudzovanej hodnoty.
2)Špecifický zvuk – zložka celkového zvuku, ktorú možno konkrétne identifikovať a ktorá je spojená s konkrétnym zdrojom zvuku, (STN ISO 1996-1).
Špecifický zvuk umožňuje vyjadriť posudzovanú hodnotu hluku a následne porovnať s prípustnou hodnotou hluku v zmysle platnej legislatívy.
3)Atypický
zvuk – zložka celkového zvuku, z ktorej sa nedá určiť špecifický zvuk (prejavy zvierat, činnosť obyvateľov, nevhodné meteopodmienky, ...)
100
Nákladný vlak
smer Žilina
80
Rýchlik
smer Čadca
Nákladný vlak
smer Žilina
Rýchlik
smer Čadca
70
Hladina v dB
Osobný vlak
smer Čadca
prejazdy vozidiel po ceste
I/11 a ul. Staničná
OS smer Čadca
Nákladný vlak
smer Čadca
Služobný
smer Čadca
60
OS smer Žilina
OS smer Čadca
90
OS smer Čadca
Zrýchlený vlak
smer Žilina
Nákladný vlak
smer Žilina
Nákladný vlak
smer Čadca
50
40
Špecifický zvuk iba od žel. trate č.127: L pAeq,8h = 47,4 dB
30
Celkový zvuk prostredia: LpAeq,8h = 49,7 dB - nie je možné použiť na vyjadrenie posudzovanej hodnoty
20
22:00
23:00
0:00
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
LpAeq,1min
Čas T = 8h, 480 periód, 1 perióda = 1min
Obr.2 Meranie hluku v záujmovom území obytnej zóny. Ukážka časového priebehu ekvivalentných hladín celkového zvuku
prostredia s popisom jednotlivých akustických udalostí počas referenčného časového intervalu noc.
P1.2 Paralelný časový priebeh ekvivalentných hladín zvuku LpAeq,T zo dňa 16.07.2010 pred a po modernizácii železničnej trate č.127, Krásno nad Kysucou, vo
vzdialenosti 7,5m od osi koľaje, vo výške 1.2m nad TK
100
prejazd osobného vlaku smer Čadca
5 vozňov, rýchlosť 60km/h
90
LpAeq,30s = 81,1 dB
80
LpAeq,30s = 72,8 dB
70
LpAeq,1s,pred modernizáciou
60
LpAeq,1s,po modernizácii
80
LpAeq
Hladina v dB
70
40
60
Stredné frekvencie tretinooktávových pásiem
20.0 kHz
12.5 kHz
8.0 kHz
5.0 kHz
3.15 kHz
2.0 kHz
1.25 kHz
800 Hz
500 Hz
315 Hz
200 Hz
125 Hz
80 Hz
20.0 kHz
16.0 kHz
12.5 kHz
10.0 kHz
8.0 kHz
6.3 kHz
5.0 kHz
4.0 kHz
3.15 kHz
2.5 kHz
2.0 kHz
1.6 kHz
1.25 kHz
1.0 kHz
800 Hz
630 Hz
500 Hz
400 Hz
315 Hz
250 Hz
200 Hz
160 Hz
125 Hz
100 Hz
80 Hz
63 Hz
50 Hz
40 Hz
31.5 Hz
25.0 Hz
20.0 Hz
50 Hz
40
31.5 Hz
40
20.0 Hz
50
Stredné frekvencie tretinooktávových pásiem
LpAeq
60
50
30
20
Lpeq
70
Hladina v dB
Lpeq
50
LpAeq,30s = 72,8 dB
80
LpAeq,30s = 81,1 dB
Hladina v dB
trať po modernizácii
trať pred modernizáciou
0
Obr. 3 Ukážka kalibračného merania časovéhoČas
a frekvenčného
priebehu
hladín zvuku LpAeq,T pred a po moT = 1h, 3600 periód,
1 perióda ekvivalentných
= 1s
dernizácii železničnej trate č.127, vo vzdialenosti 7,5m od osi koľaje, vo výške 1,2m nad temenom koľajnice.
100
prejazd osobného vlaku smer Čadca
5 vozňov, rýchlosť 80km/h
prejazd osobného vlaku smer Čadca
5 vozňov, rýchlosť 80km/h
prejazd osobného vlaku smer Čadca
5 vozňov, rýchlosť 60km/h
90
prejazd osobného vlaku
smer Žilina, 5 vozňov
rýchlosť 50km/h
80
Hladina v dB
70
60
LpAeq,1s,po
modernizácii
50
LpAeq,1s,pred
modernizáciou
40
30
LpAeq,1h, 25m = 60,3 dB - trať pred modernizáciou
ΔLpAeq,1h, 25m = LpAeq,1h, 25m - LpAeq,1h, 25m
LpAeq,1h, 25m = 57,3 dB - trať po modernizácii
ΔLpAeq,1h, 25m = 60,3 - 57,3 = 3dB
20
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
1 perióda = 1s
Obr.4 Ukážka kalibračného merania časového priebehu ekvivalentných hladín zvuku LpAeq,T pred a po modernizácii železničnej trate č.127, vo vzdialenosti 25m od osi koľaje, vo výške 3,5m nad temenom koľajnice.
kategória II. vo vzdialenosti
nad 100m od žel. trate
kategória III.
do 100m
zástavba rodinných domov
PH C
žel. trať č.127
zástav
b a ro d
in n ý c h
Žst Krásno
nad Kysucou
d om ov
bytové domy
rieka
Kysuca
Ky
su
á
ck
ce
sta
priemys. areál
I/11
ul.
Žili
zástavba rodinných domov
n sk
á
Obr.5 Zobrazenie plošnej hlukovej záťaže pri použití softvérového produktu Cadna A a výpočtovej metodiky Shall03
s adaptáciou pre použitie v SR v okolí železničnej trate pre kategóriu územia III. v zmysle vyhlášky MZ SR č.549/2007 Z.z.
7
V súlade s 39. odborným usmernením ÚVZ SR [3] je vytvorená mapa problémových miest v okolí železničnej trate. Problémové
miesta sú oblasti s vysokými hladinami hluku v kombinácii
s vysokou hustotou osídlenia týchto oblastí.
Každému obyvateľovi, ktorý sa nachádza v oblasti s vysokými
hladinami hluku je priradená hodnota hlukového ocenenia, ktorá
primerane zodpovedá hlukovému obťažovaniu v závislosti od konkrétnych hodnôt hlukového indikátora.
V nasledujúcej grafickej prezentácii je vykonaná identifikácia
problémových miest pri zohľadnení hladiny a hustoty osídlenia a to
formou semaforového zobrazenia:
0 < NS < 0,5 NS max – zelená výplň rastra
0,5 NS max < NS < 0,9 NS max – žltá výplň rastra
0,9 NS max < NS < NS max – červená výplň rastra
Obr.6 Identifikácia problémových miest existujúcej železničnej trate pred modernizáciou pri použití softvérového produktu
Cadna A s rozšíreným modulom pre výpočet NS
Obr.7 Identifikácia problémových miest existujúcej železničnej trate po modernizácii železničnej trate s aplikovaním protihlukovej clony.
Záver
Vyhodnotenie výsledkov merania hluku a hlukového
mapovania pri použití predikčných modelov je prvý krok
v komplexnom akustickom inžinieringu.
Akustické údaje získané na základe vyhodnotenia hladín
hluku meraním a predikciou je nutné doplniť počtom obyvateľov v jednotlivých objektoch, ktorí sú atakovaní hlu-
kom. Oblasti s najvyššími hladinami hluku bez obytnej
funkcie majú pri plánovaní hlukových opatrení nižšie „noise
score“ oproti husto obývaným zónam s mierne prekročenými limitnými hladinami hluku. Identifikácia problémových
hlukových miest v záujmovom území modernizovanej železničnej trate metódou „noise score“ sa používa na určenie
poradia naliehavosti realizácie technických opatrení.
Literatúra
[1] Vyhláška MZ SR č. 549/2007 Z.z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o prípustných hodnotách hluku, infrazvuku a vibrácií
a o požiadavkách na objektivizáciu hluku, infrazvuku a vibrácií v životnom prostredí v znení neskorších predpisov
[2] Zákon č. 355/2007 Z.z. o ochrane, podpore a rozvoji verejného zdravia a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení neskorších predpisov
[3] 39. Odborné usmernenie Úradu verejného zdravotníctva Slovenskej republiky, ktorým sa
upravuje postup pri vypracovaní akčných plánov ochrany pred hlukom a pri poskytovaní
informácií verejnosti
[4] Archív Klubu ZPS vo vibroakustike, s.r.o., Žilina, V. Tvrdého 23
Adresa autorov
Ing. Renáta Feriancová, Klub ZPS vo vibroakustike, s.r.o. V. Tvrdého 23, 010 01 Žilina, e-mail: [email protected]
Ing. Ján Šimo, CSc., Klub ZPS vo vibroakustike, s.r.o. V. Tvrdého 23, 010 01 Žilina, e-mail: [email protected]
Nové predpisy na určovanie hluku spôsobeného
cestnou dopravou
S účinnosťou od 1.3.2013 vydalo MDVaRR SR, Sekcia cestnej dopravy a pozemných
komunikácií, Technické podmienky TP 03/2013 s názvom :
STANOVENIE HLUKOVEJ ZÁŤAŽE SPÔSOBOVANEJ DOPRAVOU PO CESTNÝCH
KOMUNIKÁCIÁCH
Účelom týchto TP je stanoviť jednotný postup pri určovaní hodnôt veličín popisujúcich pôsobenie hluku z cestnej dopravy v okolí cestných komunikácií , pre rôzne stupne spracovania projektovej dokumentácie cestných komunikácií – technická štúdia , posudzovanie vplyvov na životné prostredie (EIA/SEA), dokumentácia pre územné rozhodnutie (DUR), dokumentácia pres
stavebné povolenie (DSP), realizačný projekt (RP) a pod. V uvedených TP sú popísané postupy
na získavanie údajov o hluku spôsobenom dopravou po cestných komunikáciách meraním
a výpočtom.
Určené sú investorom, spracovateľom technických podkladov a projektovej dokumentácie pre
výstavbu a plánovanie cestných komunikácií. TP sú ďalej určené dotknutým pracoviskám štátnej
správy, stavebným úradom, orgánom verejného zdravotníctva a všetkým orgánom
a organizáciám, ktoré posudzujú vplyv týchto stavieb na životné prostredie a zúčastňujú sa
schvaľovacieho procesu pred, počas a po výstavbe CK.
Používajú sa pri tvorbe akustických (hlukových) štúdií cestných komunikácií. Postupy uvedené v týchto TP je možné aplikovať aj na miestne a účelové komunikácie.
Sú základom pre ďalšie predpisy vydané MDVaRR SR, Sekciou cestnej dopravy
a pozemných komunikácií: TKP časť 29, TP 14/2011, TP 15/2011 a dopĺňajú TKP časť 0 a TP
13/2011.
V elektronickej forme sú zverejnené na webovej stránke Slovenskej správe ciest (SSC):
www.ssc.sk (technické predpisy) a na webovej stránke MDVRR SR: www.mindop.sk
(doprava, cestná doprava, cestná infraštruktúra, technické predpisy).
HLUK V ŽIVOTNOM PROSTREDÍ
Kostolné zvony ako kultúrna
pamiatka a zdroj hluku vo
vonkajšom prostredí
Peter Zaťko, Milan Kamenický
Abstrakt
Pre potreby návrhu žalúzií zvonice veže Dómu sv. Martina v Bratislave
boli urobené merania akustických vlastností jednotlivých zvonov inštalovaných vo zvonici. V článku sú uvedené namerané akustické parametre zvonov v rôznych miestach merania. Uvedená je aj bližšia charakteristika
najstaršieho zvona WEDERIN, ktorý ostal vo veži v roku 1915 v časoch
prvej svetovej vojny. Pre ilustráciu je v článku uvedený výpočet plošnej hlukovej záťaže v najbližšom okolí Dómu sv. Martina, ktorá vzniká počas
zvonenia týmto zvonom.
Úvod
Najstaršie zmienky o výrobe zvonov pochádzajú uţ z 3. tisícročia pred našim letopočtom, pričom prvé odlievané zvony vyhotovili
kresťanskí mnísi v 5. storočí nášho letopočtu. Ich inštalácia do kostolov sa rozšírila aţ v 10. storočí. Spolu so šírením kresťanstva po
Európe sa šírilo aj odlievanie zvonov.
Najvýznamnejšími zlievačmi v 5. – 7. storočí boli obyvatelia
Írska. Vývojom prešiel celkový tvar zvona, od štvorhranného tvaru
aţ po najznámejší tvar zvona gotického typu, ktorý bol navrhnutý
v 12. storočí.
V 16. storočí tvar zvona zdokonalil Vannoccio Biringuccio,
ktorý vo svojom diele Pirotechnia opisuje aj spôsoby vykonávania
opráv zvonov [2].
Prvý predpis, ako zvony pouţívať pri cirkevných obradoch vydal pápeţ Sabinián, ktorý sám pri obradoch pouţíval zvonček (bol
pápeţom od roku 604 do roku 606).
Pôvodne vo veţi Dómu sv. Martina bolo inštalovaných celkom
šesť zvonov - Wederin odliaty v roku 1670 vo zvonárskej dielni
Baltazára Herolda (hmotnosť 2513 kilogramov, zo zliatiny medi
a cínu v pomere 84 % ku 16 %), Zwölferin z roku 1807 (hmotnosť
1358 kilogramov), Viertlerin z roku 1821 (833 kg), dva zvony (500
kg a 133 kg poţiarny zvon), Josefin (262 kg) a 25 kilogramový
Zügenglocklein (Umieráčik). Počas prvej svetovej vojny, v roku 1915,
boli okrem zvona Wederin všetky ostatné zvony roztavené.
V súčasnosti je vo zvonici Dómu sv. Martina inštalovaných
celkove osem zvonov. Ich parametre a systém pouţívania je uvedený v tabuľke 1. Najstaršší zvon WEDERIN sa beţne na zvonenie
v súčasnosti nepouţíva.
Tabuľka 1 Údaje o parametroch zvonov inštalovaných vo zvonici
Dóm sv. Martina
Na mieste dnešného Dómu sv. Martina v Bratislave stála v 11.
storočí osada. Jej obyvatelia postavili menší kostol – rotundu, ktorá
bola v 12. storočí prestavaná na kaplnku a zasvätená sv. Martinovi.
Jej spodná časť bola pouţívaná ako karner – miesto slúţiace pre
uchovávanie kostí nájdených na cintoríne. V čase postupného nárastu počtu obyvateľov kaplnka uţ kapacitne nepostačovala a začali sa
mnohé a dlhotrvajúce prestavby – stavba kostola v románskom
slohu, prístavby v 14. storočí, stavba hlavného trojlodia v 15. storočí, prístavby a baroková prestavba interiéru v 18. storočí a následné
zväčšenie výšky zvonice o pribliţne 24 metrov, inštalácia hodinového stroja aţ po slávnostné osadenie koruny v roku 1765 [1], [3].
Meranie akustických vlastností
Meranie bolo urobené súbeţne v piatich meracích miestach.V
meracom mieste M1 - na hradnom vrchu, M2 – na Rudnayovom
námestí, M3 – pred západným oknom zvonice, M4 – pred
východným oknom zvonice, M5 – priamo vo zvonici pred
zvonovou stolicou (v tomto mieste boli umiestnené súbeţne dve
meracie zariadenia). Poloha miest merania je naobrázku 2.
Fotografie z miest merania sú na obrázkoch 3, 4, 5 a 6.
Obr.1Pohľad na zvony na zvonovej stolici v súčasnosti
Dómu sv. Martina,čas a dĺţka ich pouţívania v súčasnosti
Obr. 2 Miesta merania mimo
zvonice
Obr. 3 Pohľad na miesto merania M1
Obr. 4 Pohľad z miesta merania M2 na zvonicu
Obr. 5 Pohľad na merací bod M4
Obr. 6 Pohľad na meracie mikrofóny vo zvonici
Meranie bolo urobené meracími reťazcami postavenými na báze
zvukových analyzátorov so zlomkooktávovou analýzou
s tretinooktávovými filtrami. Meracie mikrofóny spolu spredzosilňovačmi a krytmi proti vetru boli umiestnené na statívoch a spojené
s analyzátormi pomocou mikrofónových káblov.
Počas merania boli zaznamenávané časové priebehy krátkodobých
(T= 125 ms) ekvivalentných hladín A zvuku a ekvivalentných hladín
akustického tlaku v tretinooktávových pásmach so strednou frekvenciou 20 Hz aţ 20 kHz, kontinuálne na seba nadväzujúcich
(multispektrálna analýza). Z takto nameraných údajov hodnôt sledovaných veličín boli energetickým spriemerovaním z časového intervalu,
kedy bol sledovaný zvon v činnosti, získané výsledné hodnoty ekvivalentnej hladiny A zvuku a hladín akustického tlaku
v tretinooktávových pásmach.
Výsledky z jednotlivých miest merania sú uvedené v tabuľkách 2
aţ 9. Výsledné hodnoty akustického tlaku v tretinooktávových pásmach a hodnôt ekvivalentnej hladiny A zvuku z času zvonenia sú
uvedené na obrázkoch 7 aţ 14.
Súbeţne s meraním akustických veličín boli robené aj zvukové
záznamy meraného signálu z jednotlivých miest merania. Záznam bol
robený s frekvenciou vzorkovania 48 kHz s rozlíšením 16 bit
v nekomprimovanom formáte.
Stanovenie akustických vlastností jednotlivých zvonov na základe
merania bolo ovplyvnené skutočnosťou, ţe pri priamom budení sledovaného zvona vlastným srdcom sa súčasne čiastočne vybudili aj
ostatné, ktoré sú zavesené na spoločnej stolici.
K čiastočnému vybudeniu zvonov, ktoré neboli v činnosti
v dôsledku budenia vlastným srdcom, dochádzalo prostredníctvom
prenosu budiacich impulzov cez spoločnú stolicu a vzdušnou cestou.
Toto nepriame budenie spôsobilo, ţe pri meraní sa čiastočne rozoznelo súčasne viacej zvonov, čo môţe následne ovplyvniť stanovenie
základných charakteristík daného zvona.
Vzhľadom na skutočnosť, ţe cieľom merania nebolo stanovenie
vlastností jednotlivých zvonov, sa týmto problémom autori pri meraní
nezaoberali. Pri ďalšom skúmaní akustických vlastností jednotlivých
zvonov, túto skutočnosť je potrebné mať na zreteli.
Tab.2 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona Wederin
WEDERIN
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
67,2
- 42,2 dB
M2 – Rudnayovo námestie
72,9
- 36,5 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
97,7
- 11,7 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
97,4
- 12,0 dB
M5 – vo zvonici
109,4
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4.
Tab.3 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona Maria Theresia
MARIA THERESIA
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
69,7
- 42,6 dB
M2 – Rudnayovo námestie
76,4
- 35,9 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
99,9
- 12,4 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
97,8
- 14,5 dB
M5 – vo zvonici
112,3
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4.
Tab.4 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona St. Margaretha
ST. MARGARETHA
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
67,8
- 36,5 dB
M2 – Rudnayovo námestie
69,9
- 34,4 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
94,2
- 10,1 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
95,0
- 9,3 dB
M5 – vo zvonici
104,3
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4.
Tab.5 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona Ioannes Paulus II.
IOANNES PAULUS II.
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
-*)
-
M2 – Rudnayovo námestie
65,9
- 33,7 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
89,5
- 10,1 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
89,7
- 9,9 dB
M5 – vo zvonici
99,6
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4; *) – meranie nebolo robené
Tab.6 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona St. Adalbert
ST. ADALBERT
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
-*)
-
M2 – Rudnayovo námestie
65,6
- 32,7 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
89,1
- 9,2 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
87,3
- 11,0 dB
M5 – vo zvonici
98,3
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4; *) – meranie nebolo robené
Tab.7 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona St. Vladimir
ST. VLADIMIR
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
-*)
-
M2 – Rudnayovo námestie
65,2
- 34,1 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
89,0
- 10,3 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
87,9
- 11,4 dB
M5 – vo zvonici
99,3
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4; *) – meranie nebolo robené
Tab.8 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona Sedembolestná Panna Mária
SEDEMBOLESTNÁ PANNA MÁRIA
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
55,4
- 35,8 dB
M2 – Rudnayovo námestie
59,6
- 31,6 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
81,2
- 10,0 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
78,5
- 12,7 dB
M5 – vo zvonici
91,2
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4.
Tab.9 Výsledné ekvivalentné hladiny A zvuku v miestach merania v čase zvonenia zvona Sv. Jozef
SV. JOZEF
Miesto merania
LAeq,T [dB]
T – časový interval
zvonenia
LAeq,T (Mx) - LAeq,T (M5)
M1 – hradný vrch
58,7
- 36,1 dB
M2 – Rudnayovo námestie
62,1
- 32,7 dB
M3 – pred fasádou veže kostola smer západ
83,3
- 11,5 dB
M4 – pred fasádou veže kostola smer východ
84,0
- 10,8 dB
M5 – vo zvonici
94,8
-
Poznámka: Mx – index pre vyjadrenie hodnoty v mieste merania, x= 1 až 4.
Výsledné hodnoty akustického tlaku v tretinooktávových pásmach a hodnôt ekvivalentnej hladiny A zvuku z času zvonenia sú uvedené na obrázkoch 7aţ 14.
Obr. 7 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku Lfeq v
čase zvonenia zvona WEDERIN
Obr. 8 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku Lfeq v čase
zvonenia zvona Maria Theresia
Obr. 9 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku
Lfeq v čase zvonenia zvona St. Margaretha
Obr. 11 Tretinooktávové spektrá hladín akustického
tlaku Lfeq v čase zvonenia zvona St. Adalbert
Obr. 13 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku Lfeq v čase
zvonenia zvona Sedembolestná Panna Mária
Hlas zvona
Základný zvuk zvona určuje jeho veľkosť, materiál z ktorého je
vyrobený, jeho konštrukcia a tvar rebra. Zvuk, resp. hlas zvona,
ktorý je vnímaný ako jeden tón je moţné zistiť sluchom. Okrem
základeného tónu vznikajú aj alikvótne tóny v rozsahu niekoľko
oktáv, ktoré sa podieľajú na celkovej zvukovej kvalite zvona, na
farbe a plnosti zvuku. Zvony s vnútorným budením pomocou
srdca sa vo všeobecnosti vyznačujú typickým frekvenčným usporiadaním svojich rezonančných módov.
Pri náraze srdca do venca zvona vzniká v prvom rade
mimotonálny nárazový – úderový – tón, ktorý sa tieţ nazýva
hlavný, s veľkým počtom neharmonicky rozloţených parciálnych
módov. Úroveň týchto módov však veľmi rýchlo klesá a uvedený
nárazový tón sa celkom, alebo čiastočne stotoţní so základným
tónom zvona. V prípade „rozladenia― nárazového tónu
a primy,dochádza k miernemu kolísaniu tónu po kaţdom údere.
Obr. 10 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku
Lfeq v čase zvonenia zvona IONAES PAULUS II.
Obr. 12 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku Lfeq v čase zvonenia zvona St. Vladimir
Obr. 14 Tretinooktávové spektrá hladín akustického tlaku
Lfeq v čase zvonenia zvona Sv. Jozef
Pod základným tónom zvona (s niţšou frekvenciou) sa nachádza
tzv.
hukot, ktorý znie v spodnej oktáve zvona [4]. Podrobné
analýzy a ladenie zvonov sa v súčasnosti robí pomocou špecializovaných programov. Vo väčšine krajín sa pri ladení hudobných
nástrojov vychádza z tónu A1 s frekvenciou 440 Hz, ktorá bola
všeobecne prijatá pre tento tón v roku 1939. V niektorých krajinách, vrátane Slovenska, sa pri ladení zvonov a organov pouţíva
ladenie, ktoré vychádza z tónu A1 s frekvenciou 435 Hz.
Zaujímavosťou je, ţe v Čechách a na Morave sa ešte v dnešnej
dobe pri kolaudácii nových zvonov pouţíva Základná smernica
pre kolaudáciu zvonov z roku 1959, ktorú vydal Státní ústav památkové péče a ochrany přírody v Praze, jako směrnici č.
4491/1959. V smernici sú stanovené základné poţiadavky na zvuk
zvona, prípustné tolerancie alikvótnych tónov, poţiadavky na doznievanie zvona a poţiadavky na technické náleţitosti zvona.
Zvon Wederin
Zvon Wederin ostal ako jediný vo zvonici v roku 1915, kedy
boli ostatné zvony úradne odobrané pre potreby vojnovej výroby
počas prvej svetovej vojny.
V tom čase bolo takýmto spôsobom roztavených v niektorých
častiach Uhorska aţ 60 % zvonov [1]. Wederin neporušený preţil
dva poţiare v rokoch 1760 a 1833. V roku 1824 bolo vymenené
srdce zvona a zvon bol pootočený o 90 stupňov.
Najdôslednejšiou renováciou však prešiel zvon v roku 1999,
kedy boli vyspravené miskovité preliačiny vo venci, ktoré vznkli
pôsobením srdca zvona.Vertikálny rez zvona je na obrázku 15.
Obr. 15 Vertikálny rez zvonom Wederin [2]
Na obrázkoch 17 a 18 sú uvedené výsledky z analýzy
zvukov zvona Wederin pomocou spektrogramu.Na ozbrázku 19 je
zobrazenie spektrogramu a multispektrálnej analýzy v 3D
zobrazení zvukového signálu hlavného úderu zvona
Pred rekonštrukciou v týchto miestach zvon vykazoval aţ 20 %
úbytok hrúbky zvonového plášťa.
Po rekonštrukcii bol zvon opätovne do zvonice inštalovaný
13.11.1999 (fotografia na obrázku 16).
Zvonolejárom z Karslruhe, Rudolfom Pernerom, bola po rekonštrukcii a jeho opätovnom inštalovaní vykonaná akustická
skúška.
Podľa údajov uvedených v [1] bol zvon kontrolovaný
pomocou
elektronickej ladičky a stanovené, ţe zvon má
kompaktný a čistý zvuk v tónine Es1. Skúška bola vykonaná mimo
zvonice, v dielni, kde bol zvon renovovaný (podrobnejšie podmienky a popis skúšky sa autorom nepodarilo získať).
Obr. 16 Pohľad na zvon Wederin vo zvonici
Wederin.Zvon Wederin má základný tón Es1 v tretinooktávovom
frekvenčnom pásme so strednou frekvenciou pásma 315 Hz. Podrobnejšia analýza zvuku zvona Wederin a ostaných zvonov vo
zvonici Dómu sv. Martina je uvedená v [5].
Obr.17 Spektrogram zvukového signálu dvoch hlavných a dvoch sekundárnych úderov srdca zvona Wederin
Obr.19 Multispektrálna analýza a spektrogram
zvukového signálu hlavného úderu srdca zvona
Wederin
Obr.18 Spektrogram zvukového signálu hlavného úderu srdca zvona Wederin
Zo spektrogramov na obrázkoch 17 aţ 19 vidieť, ţe pri primárnom aj sekundárnom údere srdca zvona vzniká širokospektrálny zvuk, ktorému amplitúdovo dominuje úderový tón a jeho parciálne zloţky. Primárnym úderom je vybudený zvuk v širšom frekvenčnom pásme a s vyššími amplitúdami akustického tlaku – pre
zvon Wederin je nominál pri 569 Hz, malá tercia pri 337 Hz, prima pri 228 Hz, hum - hukot pri 160 Hz, kvinta pri 849 Hz
a oktávový nominál pri 1159Hz (podrobnejšie pozri [5] ). Základný tón, hum a jednotlivé parciálne zloţky vznikajúce pri primárnom údere, je moţné identifikovať v tretinooktávových pásmach
so strednými frekvenciami 160 Hz, 315 Hz, 630 Hz a 1250 Hz.
Vyššie hodnoty amplitúd akustického tlaku je moţné pozorovať aj
v tretinooktávových pásmach so strednými frekvenciami 1600 Hz,
2000 Hz a 2500 Hz. Je to spôsobené skutočnosťou, ţe so zvyšujúcou sa hodnotou strednej frekvencie pásma sa zvyšuje aj šírka príslušného tretinooktávového pásma. V dôsledku toho sa
v tretinooktávových pásmach s vyššími strednými frekvenciami
nachádza viac parciálnych zloţiek, s vyššími frekvenciami základného tónu.
Z časového priebehu amplitúd v jednotlivých frekvenčných
pásmach je vidieť, ţe okrem základného tónu a takzvaného hukotu (v spodnej oktáve), ostatné parciálne tóny veľmi rýchlo zanikajú. Najrýchlejšie zanikajú tóny s najvyšším kmitočtom. V dôsledku
opakovaných úderov (primárnych aj sekundárnych) sa zanikajúce
tóny opakovane vybudia a rýchlo opäť zanikajú. Signál, zodpovedajúci „hukotu zvona― (v tretinooktávovom pásme so strednou
frekvenciou 160 Hz), je počas celého času zvonenia takmer
s rovnakou amplitúdou. Primárny tón nezaniká, ale jeho amplitúda kolíše. Zmena amplitúdy (jej dynamika) základného tónu je
závislá od sily úderov srdca, primárneho aj sekundárneho, konštrukcie zvona, materiálu z ktorého je vyrobený, spôsobu akým je
zavesený a ďalších parametrov.
Rozloženie zvuku v okolí Dómu
Sv. Martina
Rozloţenie zvuku v okolí Dómu Sv. Martina počas zvonenia
bolo robené výpočtom, pomocou matematického modelovania
šírenia zvuku v dotknutom okolí. Modelovanie priestorového šírenia zvuku v okolí Dómu sv. Martina bolo robené s vyuţitím trojdimenzionálneho geometrického modelu terénu a všetkých telies
a plôch, ktoré mohli ovplyvňovať šírenie zvukových vĺn na ceste
šírenia od zdroja k miestu príjmu – stanovenia sledovanej hodnoty
hladiny akustického tlaku. Model územia bol vytvorený z údajov
získaných z fotogrametrie. Presnosť stanovenia výškových bodov
a zlomových čiar terénu bola 0,5 metra. Budovy boli vytvorené
pomocou boxového modelu s presnosťou stanovenia hlavných
rozmerov telies budov 1 meter. Zdrojové údaje z fotogrametrie,
ortofotomapy, boli s rozlíšením 0,25 cm/pixel a boli vytvorené
firmami EUROSENSE, s.r.o. a GEODIS SLOVAKIA s.r.o.
(Digitálna ortofotomapa ©EUROSENSE, © GEODIS SLOVAKIA). Model vytvorila firma EUROAKUSTIK, s.r.o. (© EUROAKUSTIK). Šírenie zvuku vo voľnom priestore bolo robené pomocou postupu uvedeného v norme ISO 9613. Zdroj vyţarovania
zvuku z otvorov zvonice bol modelovaný pomocou systému plošných vertikálnych zdrojov. Akustické parametre zdrojov pouţitých
pri modelovaní boli stanovené na základe výsledkov z merania, pri
zvonení jednotlivých zvonov, aj pri súčasnom zvonení viacerých
zvonov, v miestach vo vnútri zvonice a pred otvormi zvonice.
Akustický výkon zdrojov pouţitých pri výpočte bol determinovaný
z hodnôt hladín akustického výkonu v oktávových pásmach so
strednou frekvenciou pásiem 63 Hz aţ 8 kHz. Šírenie zvuku
a hodnoty získané výpočtom v rastri výpočtu, s vyuţitím vytvoreného geometrického modelu, boli verifikované meraním vo viacerých miestach okolia Dómu sv. Martina. Raster výpočtu bol 1 meter. Výpočet bol robený pre rôzne výšky nad úrovňou terénu. Pri
výpočte boli zohľadnené reflexie od plôch na ceste šírenia zvuku
do tretieho rádu. Absorpčné vlastnosti povrchu budov boli modelované pomocou stredného činiteľa zvukovej pohltivosti α = 0,21.
Na obrázku 20 sú uvedené výsledky výpočtu hodnôt ekvivalentnej
hladiny A zvuku, ktorá je v okolí Dómu sv. Martina pri zvonení
zvona Wederin.
Na obrázku 21 sú uvedené výsledky z výpočtu hodnôt ekvivalentnej hladiny A zvuku, ktorá je v okolí Dómu sv. Martina, ak
počas referenčného časového intervalu večer, je zvonenie zvonom
Wederin v dĺţke trvania 5 minút. Výsledky výpočtu sú uvedené
pomocou farebne odlíšených pásiem hodnôt sledovanej veličiny
s intervalom zmeny farby po kaţdých 5 dB. Uvedené výsledky sú
pre výšku 1.5 metra nad úrovňou terénu.
Na obrázku 22 je zobrazená situácia ako na obrázku 19 ale
v trojdimenzionálnom prostredí web—aplikácie ©Google Earth.
Z výsledkov uvedených na obrázkoch 19 a 20 je moţné konštatovať, ţe počas zvonenia jedným zvonom, Wederin, sú v blízkom
okolí Dómu hodnoty hladiny A zvuku viac ako 75 aţ 80 dB. Pri
zvonení zvonom Wederin v referenčnom časovom intervale večer
(18.00 aţ 22.00 hod) v dĺţke 10 minút je napríklad na Rudnayovom námestí hodnota ekvivalentnej hladiny A zvuku v rozsahu 54
dB aţ 65 dB. Na základe výpočtu bolo zistené, ţe v prípade zvonenia zvona Maria Theresia, v dĺţke 5 minút počas referenčného
časového intervalu deň, na Rudnayovom námestí sa pre určujúcu
veličinu,ekvivalentnú hladinu A zvuku pre deň, dosahujú hodnoty
52 dBaţ 55 dB.
Obr. 20 Hodnoty ekvivalentnej hladiny A zvuku v okolí Dómu sv. Martina počas zvonenia zvona Wederin
Obr. 21 Hodnoty ekvivalentnej hladiny A zvuku v okolí
Dómu sv. Martina pre referenčný časový interval večer,
zvonenie zvona Wederin
v dĺžke 10 minút
Obr. 22 Zobrazenie
hodnôt ekvivalentnej
hladiny A zvuku v 3D
zobrazení webaplikácie
©GoogleEarth
(obrázky © GEODIS
Brno, ©DigitalGlobe,
prekrytie rastrom hodnôt © EUROAKUSTIK)
Záver
Zvuk, ktorý vzniká pri zvonení kostolných zvonov, môţe
v niektorých prípadoch pôsobiť aj rušivo. Niekedy môţe
nastať situácia, ţe pri zvonení je vo vonkajších chránených
priestoroch prekračovaná prípustná hodnota určujúcej veličiny pre hluk z iných zdrojov [7]. V článku sú uvedené výsledky z merania akustických parametrov pri zvonení jednotlivých zvonov, ktoré sú umiestnené vo zvonici Dómu sv.
Martina v Bratislave. Tieto výsledky boli pouţité pre sledovanie šírenia zvuku, vznikajúceho pri zvonení jednotlivých
zvonov a súčasnom zvonení viacerých zvonov, do okolia.
Údaje boli pouţité pre návrh vhodných ţalúzií v otvoroch
zvonice. Údaje z merania boli pouţité aj na vytvorenie zdrojových emisných údajov, pomocou ktorých boli modelované
otvory vo zvonici Dómu. Pomocou vytvoreného geometrického trojdimenzionálneho modelu územia okolia Dómu a
s vyuţitím uvedených emisných údajov, boli predikované
hodnoty ekvivalentnej hladiny A zvuku v okolí. Údaje získané výpočtom boli verifikované meraním pri rôznom pouţívaní, jednotlivých a aj viacerých, zvonov Dómu sv. Martina.
Bolo potvrdené, ţe uvedeným spôsobom je moţné získať
hodnoty určujúcej veličiny [7], pomocou ktorej sa sleduje
hluková záťaţ pri zvonení v okolí Dómu. Uvedený postup,
je moţné pouţiť pri návrhu vyuţívania jednotlivých zvonov,
v priebehu jednotlivých referenčných časových intervalov
dňa, tak aby boli dodrţané prípustné hodnoty pre určujúcu
veličinu vo vonkajšom prostredí pre hluk z iných zdrojov.
Postup je moţné vyuţiť aj pri územnom plánovaní, pri
návrhu vhodného umiestnenia nových kostolov (ale aj rozmerov a orientácie otvorov vo zvonici, pri návrhu vyuţívania zvonov) tak, aby pri zvonení v danom kostole neboli
v jeho okolí prekračované prípustné hodnoty určujúcej veličiny [7].
Literatúra
[1] Haľko, J., Komorný, Š. – Dóm katedrála svätého Martina v Bratislave. Lúč, 2010
[2] Pavlík, M. – Zvony a ich oprava. TOMI WELD s.r.o.
[3] Ţáry, J., Bagin,A., Rusina, I., Toranová, E. – Dóm sv. Martina, Tatran 1990
[4] Syrový, V. – Hudební akustika, AMU Praha 2008
[5] A&Z Aoustics s.r.o. – Výsledky akustických meraní Dóm sv. Martina, Bratislava 2012
[6] Lunga, R., Solař,J. – Kostelnívěţe a zvonice, GradaPublishing, Praha 2010
[7] Vyhláška MZ SR č. 549/2007 Z. z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o prípustných hodnotách hluku, infrazvuku a vibrácií
a o poţiadavkách na objektivizáciu hluku, infrazvuku a vibrácií v ţivotnom prostredí, v platnom znení.
ADRESA AUTORAOV:
Ing. Peter Zaťko: A&Z Acoustics s.r.o., Repašského 2, 841 02 Bratislava, e-mail: [email protected]
Ing. Milan KAMENICKÝ: EUROAKUSTIK, s.r.o., Letisko M.R.Štefánika 63, 82001 Bratislava, e-mail: kamenický@euroakustik.sk
HYGIENICKÉ ASPEKTY HLUKU
Posudzovanie expozície hluku zamestnancov
používajúcich
chrániče sluchu
Marek MORAVEC, Pavol LIPTAI
Abstrakt
Prostriedky na ochranu sluchu (chrániče sluchu) patria k osobným ochranným prostriedkom, ktoré svojimi útlmovými vlastnosťami znižujú škodlivý účinok
nadmerného hluku na sluch a tým zabraňujú jeho poškodeniu. Základnou funkciou chráničov sluchu je vytvoriť bariéru medzi zdrojom hluku alebo hlučným
prostredím a sluchovým orgánom, t. j. redukovať akustickú energiu prenášanú k vnútornému uchu. Z príslušnej legislatívy v prípade prekročenia akčných resp.
limitných hodnôt expozície vyplývajú určité povinnosti pre zamestnávateľov a zamestnancov. Na zníženie možného rizika poškodenia zdravia zamestnancov
v dôsledku nadmerného hluku sú zamestnávatelia povinní zabezpečiť prostriedky na ochranu sluchu a kontrolovať ich používanie. Pri posudzovaní limitných
hodnôt expozície je dôležité posúdiť aj expozíciu hluku zamestnancov, ktorí používajú chrániče sluchu[4].
Chrániče sluchu
Pomôcky na ochranu sluchu patria
k osobným ochranným pomôckam (OOP),
ktoré svojimi útlmovými vlastnosťami
znižujú nebezpečný účinok hluku pôsobiaci na sluchový orgán, a tým zabraňujú jeho
poškodeniu.
V súčasnosti je na trhu dostupné veľké
množstvo rôznych druhov a typov chráničov sluchu.
Chrániče sluchu môžeme podľa konštrukčného prevedenia rozdeliť na dva
základné typy podľa vyhotovenia:
zátkové chrániče sluchu,
jednoduché,
so spojovacím ramienkom,
s plastovým nástavcom pre jednoduché zavádzanie,
individuálne tvarovateľné,
mušľové chrániče sluchu,
pasívne,
aktívne (s regulovateľnou úrovňou tlmenia, zabudovaný rádiokomunikačný systém).
Zátkové chrániče sluchu sa vkladajú
priamo do zvukovodu a sú zhotovené z
mäkkej, zvuk absorbujúcej penovej hmoty,
ktorá sa dokonale prispôsobuje tvaru a
veľkosti zvukovodu a na jeho steny vyvíja
len minimálny tlak. Vo väčšine prípadov sú
použiteľné len niekoľkokrát resp. len jednorázovo.
Mušľové chrániče sluchu sa skladajú z
dvojice mušlí, ktoré v celom rozsahu zakrývajú ušnice, a obvykle spojených náhlavným oblúkom (predpätým kovovým
nebo plastovým pásom). Mušľové chrániče
sluchu môžu mať spojovací oblúk umies-
tnený na zátylku alebo pod bradou a takisto môžu byť pripojené k bezpečnostnej
prilbe. Náušniky mušlí sú lemované tesniacimi dosadacími vankúšikmi.
Účinnosť chráničov sluchu závisí hlavne od ich schopnosti tlmiť hluk. Stupeň
útlmu hluku je technický údaj chrániča
sluchu určený pre stanovenú pravdepodobnosť účinnosti ochrany sluchu 84 %
(podľa osobitných noriem).
Útlm hluku chráničmi sluchu možno
opísať prostredníctvom týchto parametrov, ktoré sa počas certifikačného postupu
posudzujú v laboratórnych podmienkach:
priemerná hodnota útlmu zvuku
a štandardná odchýlka,
hodnota útlmu pri vysokej frekvencii
– H, (H >2kHz),
hodnota útlmu pri strednej frekvencii
– M, (0,5 – 2kHz)
hodnota útlmu pri nízkej frekvencii –
L, (L < 0,5kHz)
jednotné číselné hodnotenie – SNR
(single number rating).
Najpresnejšie hodnotenie účinnosti
chrániča sluchu poskytuje priemerná
hodnota útlmu zvuku. Tento parameter
udáva hodnotu útlmu hluku v každom
frekvenčnom pásme v rozmedzí od 125
Hz do 8000 Hz. Priemerná hodnota je
založená na laboratórnych meraniach
uskutočnených na 16 poslucháčoch, čo
znamená, že je potrebné zohľadniť aj štandardnú odchýlku. Štandardná odchýlka je
štatistický ukazovateľ, ktorý udáva, ako je
okolo priemernej hodnoty zoskupených 16
rôznych nameraných hodnôt útlmu zvuku.
Hodnoty útlmu hluku pri vysokej
frekvencii (H), strednej frekvencii (M)
a nízkej frekvencii (L) poskytujú infor-
mácie o účinnosti chráničov sluchu vo
vzťahu k hluku s vysokou, strednou a
nízkou frekvenciou.
Tieto parametre uvádzajú zníženie hluku v decibeloch s vysokou, strednou a
nízkou frekvenciou, ktoré príslušný chránič
sluchu účinne utlmí, napr.: H = 29 dB M
= 23 dB, L = 15 dB.
Jednotné číselné hodnotenie (SNR)
je menej presným ukazovateľom
schopnosti chrániča sluchu tlmiť
hluk.SNR uvádza zníženie hluku decibe-
lov, o ktoré sa hladina hluku v prípade
použitia chráničov sluchu zníži, napr. SNR
= 26 dB.
Jednočíselné hodnotenie SNR uvádza,
zníženie hladiny hluku v decibeloch pri použití
uvedených chráničov sluchu. (Na trhu sa môžete
stre tnúť aj s hodnotou NRR
(NoiseReduction Rating), používanou v
USA.)
Niektorí výrobcovia chráničov sluchu
uvádzajú aj predpokladané hodnoty ochrany APV (AssumedProtectionValue) stanovené podľa normy EN 24869-1. Hodnota
APV sa odčíta od hladiny hluku nameranej
na príslušnej frekvencii.
Chrániče sluchu sú najdostupnejším
prostriedkom pre ochranu sluchu zamestnancov, ktorí ich môžu využívať dobrovoľne, ale v niektorých prípadoch im to
striktne prikazuje legislatíva. Podľa nariadenia vlády SR č. 115/2006 Z. z.
o minimálnych zdravotných
a bezpečnostných požiadavkách na ochranu zamestnancov pred rizikami súvisiacimi
s expozíciou hluku sa uvádza, že v prípade
ak riziko pre sluch zamestnancov vznikajúce v dôsledku expozície hluku nie je možné odstrániť inými opatreniami, zamestnávateľ poskytne zamestnancom vhodné a
primerané osobné ochranné pracovné pro-
striedky na ochranu sluchu a uvádzajú povinnosti zamestnávateľov a zamestnancov
týkajúce sa chráničov sluchu:
ak expozícia prekročí dolné akčné
hodnoty expozície, zamestnávateľ
dá zamestnancom k dispozícii
chrániče sluchu,
ak sa expozícia rovná resp. prekročí horné akčné hodnoty expozície, zamestnanci musia používať
chrániče sluchu,
chrániče sluchu sa vyberú tak, aby
sa odstránilo riziko pre sluch alebo aby sa riziko znížilo na najnižšiu možnú mieru
zamestnávateľ je povinný zabezpečiť používanie chráničov sluchu.
expozície hluku L´AEX,8h a pomocou
redukovanej vrcholovej hladiny C akustic-
Výpočet redukovanej
normalizovanej hladiny
expozície hluku – metóda
SNR
Posudzovanie expozície
hluku zamestnancov
Pri uplatňovaní limitných hodnôt
expozície je braný do úvahy útlm spôsobený chráničom sluchu. Z tohto dôvodu je
nutné posúdiť účinnosť chráničov sluchu
a útlm nimi spôsobený. V odbornom
usmernení ministerstva zdravotníctva č. 30
z roku 2010 je uvedený postup pre posudzovanie expozície hluku zamestnancov
používajúcich chrániče sluchu, ktorý vychádza z STN EN ISO 4869-2 Akustika.
Chrániče sluchu. Časť 2: Odhad účinných
vážených hladín A akustického tlaku za
nasadenými chráničmi sluchu.
Podľa odborného usmernenia sa posudzovanie expozície hluku zamestnancov
používajúcich chrániče sluchu sa vykonáva,
ak normalizovaná hladina expozície hluku
LAEX,8h zväčšená o hodnotu príslušnej neistoty, t. j. LAEX,8h +ULA je väčšia ako limitná
hodnota expozície LAEX,8h,L = 87 dB, alebo
ak vrcholová hladina C akustického tlaku
LCPk zväčšená o hodnotu príslušnej neistoty, t. j. LCPk + ULC, je väčšia ako limitná
hodnota expozície LCPk,L = 140 dB.
Expozícia hluku zamestnancov používajúcich chrániče sluchu sa určí pomocou
redukovanej normalizovanej hladiny
V praxi je možné využiť nasledovné
metódy pre výpočet redukovanej normalizovanej hladiny hlukovej expozície hluku.
kého tlaku L´CPk,L v súlade s prílohami č. 2
a 3 odborného usmernenia.
Limitné hodnoty expozície hluku zamestnancov používajúcich chrániče sluchu
nie sú prekročené, ak redukovaná normalizovaná hladina expozície hluku L´AEX,8h
zväčšená o hodnotu príslušnej neistoty, t. j.
L´AEX,8h + ULA, neprekračuje limitnú hodnotu expozície LAEX,8h,L = 87 dB, alebo ak
redukovaná vrcholová hladina C akustického tlaku L´CPk zväčšená o hodnotu príslušnej neistoty, t. j. L´CPk + ULC, neprekračuje
limitnú hodnotu expozície LCPk,L = 140
dB.
Údaje o používaných chráničoch sluchu potrebné pre stanovenie redukovaných hladín za nasadeným chráničom sa
uvedú v súlade s osobitnými predpismi, ak
normalizovaná hladina expozície hluku
LAEX,8h zväčšená o hodnotu príslušnej neistoty, t. j. LAEX,8h + ULA, je väčšia ako horná
akčná hodnota expozície LAEX,8h,a = 85 dB,
alebo ak vrcholová hladina C akustického
tlaku LCPk zväčšená o hodnotu príslušnej
neistoty, t. j. LCPk + ULC, je väčšia ako horná akčná hodnota expozície LCPk,L = 137
dB [3].
Stupeň ochrany
sluchu zamestnancov používajúcich chrániče
sluchu
Pre zabránenie nadmernej ochrany sluchu zamestnancov trvale používajúcich chrániče sluchu
by redukovaná normalizovaná hladina expozície
hluku L´AEX,8h zväčšená o
hodnotu príslušnej neistoty, t.j. L´AEX,8h + ULA,
nemala byť nižšia ako 70
dB [3].
Pre výpočet redukovanej normalizovanej hladiny expozície hluku L´AEX,8h je
možné použiť metódu SNR za predpokladu, že rozdiel limitnej hodnoty expozície hluku (LAEX,8h,L = 87 dB) a redukovanej normalizovanej hladiny expozície hluku L´AEX,8h vypočítanej metódou SNR je
väčší alebo rovný ako 5 dB. V iných prípadoch sa použije metóda oktávových
pásiem.
Redukovaná normalizovaná hladina
expozície hluku L´AEX,8h sa pre širokopásmový hluk vypočíta metódou SNR v súlade s STN EN ISO 4869-2 podľa nasledovného vzťahu, pričom výsledná hodnota sa
zaokrúhli na najbližšie celé číslo.
LCEX,8h – C- vážená hladina expozície
hluku pre 8-hodinovú pracovnú
zmenu v dB, získaná v súlade
s STN EN ISO 9612:2010.
Výpočet redukovanej
normalizovanej hladiny
expozície hluku – metóda
oktávových pásiem
Metóda oktávových pásiem - redukovaná normalizovaná hladina expozície hluku L´AEX,8h sa vypočíta metódou oktávových pásiem v súlade s STN EN ISO 4869
-2 podľa nasledovného vzťahu, pričom
výsledná hodnota sa zaokrúhli na najbližšie
celé číslo.
LfEX,8h - sú normalizované hladiny expozície hluku pre menovité frekvencie
oktávových pásiem 63 Hz až 8
kHz, získané meraním v súlade s
STN EN ISO 9612:2010,
Af(k) -
hodnoty útlmu frekvenčnej váhovej funkcie A podľa STN IEC
61672– pre menovité frekvencie
oktávových pásiem 63 Hz až 8
kHz,
APVf - hodnoty útlmu frekvenčnej váhovej funkcie A podľa STN IEC
61672–114) pre menovité frekvencie oktávových pásiem 63 Hz
až 8 kHz.
Výpočet redukovanej vrcholovej hladiny C
akustického tlaku
Redukovaná vrcholová hladina C akustického tlaku L´ CPk sa
pre impulzový hluk vypočíta v súlade s STN EN 458 podľa nasledovného vzťahu, pričom výsledná hodnota sa zaokrúhli na najbližšie celé číslo
LCPk - je vrcholová hladina C akustického tlaku pre najnepriaznivejší prípad v záujme ochrany zdravia v dB získaná meraním v súlade s STN EN ISO 9612: 2010,
M - je jednočíselná hodnota útlmu uvádzaná výrobcom chrániča
sluchu v dB.
Príklad výpočtu redukovanej normalizovanej hladiny expozície hluku
Metóda oktávových pasiem
Z vypočítaných hodnôt je zrejmé, že oboma metódami dospejeme k veľmi podobným výsledkom.
Použitím daných chráničov sluchu nebudú prekročené limitné
hodnoty expozície 87 dB. Horná akčná hodnota expozície 85 dB
a dolná akčná hodnota expozície 80 dB je stanovená v uvedenom
nariadení vlády. Pri prekročení týchto hodnôt expozície zamestnanci majú k dispozícii resp. musia nosiť chrániče, ktoré je povinný zabezpečiť zamestnávateľ.
V tomto momente vzniká otázka výberu vhodných chráničov
sluchu, ktoré majú byť zvolené tak, aby bol stupeň ochrany
v pásmach dobrý resp. prijateľný podľa STN EN 458.
Na základe údajov z meraní vzoriek expozície hluku
v pracovnom prostredí a použitia konkrétneho typu chrániča sluchu si na nasledovnom príklade znázornime výpočet redukovaných normalizovaných hladín expozície hluku.
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené namerané parametre vzorky
expozície hluku, a namerané hladiny hluku v oktávových pásmach,
pričom sa daný zamestnanec nachádza počas celej 8 hodinovej
pracovnej zmeny na jednom stálom mieste, z čoho vyplýva že
namerané hodnoty LAeq,Ta LCeq,Tsú totožné s normalizovanými
hladinami expozície hluku LAEX,8h a LCEX,8h..
Tab. 1 Namerané hodnoty
LAeq,T[dB]
Frekvencia
[Hz]
Lf,okt,eq,T
[dB]
83,4
16
LCeq,T
[dB]
31,5
63
92,1
125
LCPk[dB]
250
500
112,6
100
1600
2000 4000 8000
0
0
75,2 83,0 90,5 85,0 82,2 81,3 78,2 73,5 70,6 71,9 73,5
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené parametre požitého mušľového chrániča sluchu.
Tab. 2 Parametre použitého mušľového chrániča sluchu
Frekvencia[Hz]
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Priemerná hodnota
útlmu [dB]
10,9
17,2
26,6
28,3
33,5
37,8
37,9
Štandardná odchýlka
[dB]
3,2
2,5
2,2
2,7
2,6
2,0
2,6
APV [dB]
7,7
14,8
24,4
25,6
30,9
Použitím hore uvedených metód s použitím nameraných hodnôt a údajov o chráničoch sluchu získame hodnoty redukovaných
normalizovaných hladín expozície hluku.
Metóda SNR
35,7
35,3
H
M
L
SNR
32
24
15
27
Aby sa zabránilo
nadmernej
ochrane,
redukovaná
hladina
expozície
by nemala
byť nižšia
ako 70 dB
ako je uve-
dené v nasledujúcej tab. 3.
Z uvedenej tabuľky vyplýva, že pri prekročení dolnej akčnej
hodnoty expozície t.j. 80 dB, aby bola splnená požiadavka dobrej,
resp. prijateľnej ochrany chráničov sluchu, útlm chráničov sluchu
by sa mal pohybovať v rozmedzí 5 - 10 dB.
Pri prekročení horných akčných hodnôt expozície t.j. 85
dB, aby bola splnená požiadavka dobrej resp. prijateľnej ochrany
chráničov sluchu útlm chráničov sluchu by sa mal pohybovať
v rozmedzí 10 - 15 dB.
Tab. 3 Posúdenie stupňa ochrany sluchu chráničmi
Redukovaná hladina expozície [dB]
Stupeň ochrany
Väčšia ako 85 dB
Nedostatočný
V intervale od 85 do 80 dB
Prijateľný
V intervale od 80 do 75 dB
Dobrý
V intervale od 75 do 70 dB
Prijateľný
Nižšia ako 70 dB
Príliš vysoký (nadmerný)
ZÁVER
Aj napriek dostupnosti rôznych druhov chráničov sluchu je
veľmi obtiažne nájsť chrániče sluchu, s pomerne nízkym útlmom,
aby stupeň ochrany sluchu nebol hodnotený ako príliš vysoký.
C hr á ni č e sl u c hu sú naj úč i nne jš i e
a najdostupnejšie osobné ochranné prostriedky
sluchu. Zamestnávateľ je pri prekročení akčných
hodnôt expozície hluku povinný poskytnúť zamestnancom chrániče sluchu, resp. sú povinní ich
nosiť.
Pri uplatňovaní limitných hodnôt expozície je
potrebné brať do úvahy útlm spôsobený chráničom
sluchu. Z tohto dôvodu je nutné posúdiť stupeň
ochrany chráničov sluchu. Pre hodnotenie sa používajú viaceré metódy, pri ktorých sa vychádza z
relevantných údajov o úrovni, o frekvenčnom charaktere hluku a o trvaní pôsobenia hluku za pracovnú zmenu.
Pri výber chráničov sluchu je nutné splniť podmienky stupňa ochrany sluchu v pásme dobrý, resp.
prijateľný. Základnou podmienkou je, aby redukovaná hladina A akustického tlaku bola nižšia ako 85
dB, ale takisto sa musí zabezpečiť, aby redukovaná
hladina A akustického tlaku za chráničom sluchu
nebola nižšia ako 70 dB, čo predstavuje nadmerný
stupeň ochrany. Splnenie tejto podmienky nadmerného stupňa je dosť problematické, pri miernom
prekročení akčných hodnôt expozície hluku, vzhľadom na nedostupnosť chráničov sluchu s pomerne
nízkym útlmom.
Literatúra:
Bežne používané zátkové chrániče sluchu majú hodnoty SNR
priemerne 25 - 30 dB (v niektorých prípadoch aj viac) čo znamená,
že pri ich používaní a pri miernom prekročení horných a dolných
akčných hodnôt expozície, sú tieto chrániče sluchu hodnotené ako
chrániče s nadmerným stupňom ochrany, čo môže byť nebezpečné vo vzťahu ku zhoršenej komunikácii. Pri upchatí uší vnímame
vplyvom tzv. krycieho efektu vlastný hlas hlasnejšie ako za normálnych okolností a je dôležité, aby používatelia chráničov zvýšili
pri komunikácii hlasitosť svojej reči. Varovné a výstražné a signály
v hlučnom prostredí by mali byť zvolené tak, aby ich používatelia
chráničov sluchu mohli počuť. Počuteľnosť signálov by mala byť
v praxi overená.
Z uvedeného vyplýva, že pri zabezpečovaní osobných
ochranných pomôcok na ochranu pred hlukom (chráničov sluchu)
v prípade ak zamestnávateľ zabezpečí kvalitné chrániče sluchu
s pomerne vysokým útlmom nevyhovie požiadavkám normy ani
odborného usmernenia a tieto chrániče budú hodnotené ako chrániče s príliš vysokým útlmom. Z tohto dôvodu je pre zamestnávateľa výhodnejšie zabezpečiť lacnejšie, menej kvalitné chrániče s
nižším útlmom.
[1]
[2]
[3]
[4]
STN EN ISO 4869-2 Akustika. Chrániče sluchu. Časť 2: Odhad
účinných vážených hladín A akustického tlaku za nasadenými
chráničmi sluchuSTN EN 458 Chrániče sluchu. Odporúčania na výber, používanie, starostlivosť a údržbu. Návod.
Odborné usmernenie Ministerstva zdravotníctva Slovenskej
republiky, ktorým sa upravuje postup pri posudzovaní hladiny
expozície hluku zamestnancov používajúcich chrániče sluchu.
Moravec, M. – Liptai, P. – Lukáčová K.: Metódy určenia pasívnych chráničov sluchu In: Fyzikálne faktory prostredia: Časopis
o problematike fyzikálnych faktorov prostredia. Roč. 1, č. Mimoriadne (2011), s. 45-49. - ISSN 1338-3922
Adresa autorov
Ing. Marek Moravec, PhD., Technická univerzita, Katedra environmentalistiky, Park Komenského 5, 042 00 Košice e-mail:
[email protected]
Ing. Pavol Liptai, PhD., Technická univerzita, Katedra environmentalistiky, Park Komenského 5, 042 00 Košice , e-mail: [email protected]
Nie sme zodpovední len za to,
čo robíme, ale aj za to, čo nerobíme.“
Moliére
ISSN 1338-3922
Download

FFP 2013 / 1 - Fyzikálne faktory prostredia