02002L0049 — CS — 02.07.2015 — 002.002

Tento dokument slouží výhradně k informačním účelům a nemá žádný právní účinek. Orgány a instituce Evropské unie nenesou za jeho obsah žádnou odpovědnost. Závazná znění příslušných právních předpisů, včetně jejich právních východisek a odůvodnění, jsou zveřejněna v Úředním věstníku Evropské unie a jsou k dispozici v databázi EUR-Lex. Tato úřední znění jsou přímo dostupná přes odkazy uvedené v tomto dokumentu

►B SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2002/49/ES ze dne 25. června 2002 o hodnocení a řízení hluku ve venkovním prostředí (Úř. věst. L 189 18.7.2002, s. 12)

Ve znění:





Opraveno:









▼B

SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2002/49/ES

ze dne 25. června 2002

o hodnocení a řízení hluku ve venkovním prostředí







Článek 1

Cíle

1. Cílem této směrnice je na základě stanovených priorit definovat společný přístup k vyvarování se, prevenci nebo omezení škodlivých či obtěžujících účinků hluku ve venkovním prostředí. Za tímto účelem se postupně provedou tato opatření:

a) určení míry expozice hluku ve venkovním prostředí prostřednictvím hlukového mapování a s využitím metod hodnocení společných pro všechny členské státy;

b) zpřístupnění informací o hluku ve venkovním prostředí a jeho účincích na veřejnost;

c) na základě výsledků hlukového mapování přijetí akčních plánů členskými státy s cílem prevence a snižování hluku ve venkovním prostředí, je-li to nutné a zejména pokud expoziční úrovně mohou mít škodlivé účinky na lidské zdraví, a pokud je to vhodné, s cílem zachovat dobré akustické prostředí.

2. Cílem této směrnice je také poskytnout základ pro přípravu opatření Společenství ke snížení hluku vyzařovaného velkými zdroji, zejména silničními a železničními vozidly a infrastrukturou, letadly, zařízeními určenými k použití ve venkovním prostoru, průmyslovými zařízeními a mobilními strojními zařízeními. Za tímto účelem předloží Komise nejpozději do 18. července 2006 Evropskému parlamentu a Radě příslušné návrhy právních předpisů. Tyto návrhy by měly vzít v úvahu výsledky zprávy podle čl. 10 odst. 1.

Článek 2

Oblast působnosti

1. Tato směrnice se vztahuje na hluk ve venkovním prostředí, kterému jsou vystaveni lidé zejména v zastavěných oblastech, ve veřejných parcích nebo v tichých oblastech aglomerací, v tichých oblastech ve volné krajině, v blízkosti škol, nemocnic a jiných citlivých budov nebo oblastí.

2. Tato směrnice se nevztahuje na hluk, který působí samotná osoba, která je mu vystavená, hluk v domácnostech, sousedský hluk, hluk na pracovištích nebo hluk uvnitř dopravních prostředků nebo hluk způsobený vojenskou činností ve vojenských oblastech.

Článek 3

Definice

Pro účely této směrnice se:

a) „hlukem ve venkovním prostředí“ rozumí nechtěný nebo škodlivý zvuk ve venkovním prostředí vytvořený lidskou činností, včetně hluku vyzařovaného dopravními prostředky, silniční dopravou, železniční dopravou, leteckou dopravou, a zvuk pocházející z průmyslových činností, jako jsou činnosti definované v příloze I směrnice Rady 96/61/ES ze dne 24. září 1996 o integrované prevenci a omezování znečištění ( 1 );

b) „škodlivými účinky“ rozumí negativní účinky na lidské zdraví;

c) „obtěžováním hlukem“ rozumí míra, určená průzkumy v terénu, v jaké jsou lidé obtěžováni hlukem ve venkovním prostředí;

d) „hlukovým indikátorem“ rozumí fyzikální stupnice pro popis hluku ve venkovním prostředí vztažená ke škodlivému účinku;

e) „hodnocením“ rozumí každá metoda použitá pro výpočet, predikci, odhad nebo měření hodnoty hlukového indikátoru nebo škodlivých účinků spojených s hlukem;

f) „Lden“(hlukovým indikátorem pro den-večer-noc) rozumí hlukový indikátor pro celkové obtěžování hlukem, jak je definován v příloze I;

g) „Lday“ (hlukovým indikátorem pro den) rozumí hlukový indikátor pro obtěžování hlukem během dne, jak je definován v příloze I;

h) „Levening“ (hlukovým indikátorem pro večer) rozumí hlukový indikátor pro obtěžování hlukem během večera, jak je definován v příloze I;

i) „Lnight“ (hlukovým indikátorem pro noc) rozumí hlukový indikátor pro rušení spánku, jak je definován v příloze I;

j) „vztahem mezi dávkou a účinkem“ rozumí vztah mezi hodnotou hlukového indikátoru a škodlivým účinkem;

k) „aglomerací“ rozumí část území, vymezená členským státem, ve které žije více než 100 000 obyvatel a která má takovou hustotu obyvatel, že je členským státem považována za městské území;

l) „tichou oblastí v aglomeraci“ rozumí oblast vymezená příslušným orgánem, například oblast, která není vystavená hluku z jakéhokoli zdroje tak, že hodnoty hlukového indikátoru Lden nebo hodnoty jiného vhodného hlukového indikátoru jsou vyšší než definovaná hodnota stanovená členským státem;

m) „tichou oblastí ve volné krajině“ rozumí oblast vymezená příslušným orgánem, která není rušena hlukem z dopravy, průmyslu nebo rekreačních aktivit;

n) „hlavní silnicí“ rozumí regionální, vnitrostátní nebo mezinárodní silnice určená členským státem, po které projede více než tři miliony vozidel za rok;

o) „hlavní železniční tratí“ rozumí železniční trať určená členským státem, po které projede více než 30 000 vlaků za rok;

p) „hlavním letištěm“ rozumí civilní letiště určené členským státem, které má více než 50 000 vzletů nebo přistání za rok, s výjimkou pouze cvičných účelů, pro které se používají lehká letadla;

q) „hlukovým mapováním“ rozumí prezentace údajů o stávající nebo předpokládané hlukové situaci s použitím hlukového indikátoru, která ukazuje překročení jakékoli příslušné platné mezní hodnoty, počet postižených osob v uvažované oblasti nebo počet obydlí vystavených definovaným hodnotám hlukového indikátoru v uvažované oblasti;

r) „strategickou hlukovou mapou“ rozumí mapa určená pro globální posuzování zatížení hlukem z různých zdrojů v dané oblasti nebo pro souhrnné predikce pro takovou oblast;

s) „mezní hodnotou“ rozumí hodnota Lden nebo Lnight, a popřípadě Lday a Levening určená členským státem, při jejímž překročení příslušné orgány zvažují nebo zavádějí opatření ke zmírnění hluku; mezní hodnoty se mohou lišit pro různé typy hluku (hluk ze silniční, železniční nebo letecké dopravy, průmyslové činnosti atd.), různá prostředí a různou citlivost obyvatel; mohou být také odlišné pro stávající a pro nové situace (pokud dojde ke změně situace z hlediska zdroje hluku nebo využití daného prostředí);

t) „akčními plány“ rozumějí plány navržené k řešení problémů s hlukem a účinků hluku, včetně potřebného snížení hluku;

u) „akustickým plánováním“ rozumí řízení postupu při vytváření budoucí akustické situace pomocí plánovaných opatření v rámci územního plánování, inženýrských opatření v oblasti dopravních systémů, plánování dopravy, snižování hluku ochrannými protihlukovými opatřeními a řízením oblasti zdrojů hluku;

v) „veřejností“ rozumí jedna nebo více fyzických nebo právnických osob a v souladu s vnitrostátními předpisy nebo praxí jejich sdružení, organizace nebo skupiny;

Článek 4

Provádění a příslušnost

1. Členské státy určí na vhodné úrovni příslušné orgány a organizace, které jsou příslušné k provádění této směrnice, včetně orgánů příslušných k:

a) vypracování a případně i schvalování hlukových map a akčních plánů pro aglomerace, hlavní silnice, hlavní železniční tratě a hlavní letiště;

b) shromažďování hlukových map a akčních plánů.

2. Členské státy poskytnou informace uvedené v odstavci 1 Komisi a veřejnosti nejpozději do 18. července 2005.

Článek 5

Hlukové indikátory a jejich použití

1. Členské státy použijí hlukové indikátory Lden a Lnight z přílohy I pro přípravu a revize strategických hlukových map v souladu s článkem 7.

Do doby, než bude povinné používání společných metod hodnocení pro zjišťování Lden a Lnight, mohou členské státy pro tento účel používat stávající národní hlukové indikátory a s nimi spojené údaje, které je třeba na výše uvedené indikátory převést. Tyto údaje nesmějí být starší více než tři roky.

2. Pro zvláštní případy, jako jsou uvedené v příloze I bod 3, mohou členské státy používat doplňkové hlukové indikátory.

3. Pro akustické plánování a vymezení hlukových zón mohou členské státy používat indikátory jiné než Lden a Lnight.

4. Členské státy sdělí nejpozději do 18. července 2005 Komisi, spolu s vysvětlivkami o zavedení mezních hodnot, informace o všech příslušných mezních hodnotách pro Lden a Lnight, a případně i pro Lday a Levening platných na jejich území, nebo platnost kterých se na jejich území připravuje, a to v členění pro hluk silniční dopravy, železniční dopravy, letecký hluk v okolí letišť a pro hluk v místech průmyslové činnosti.

Článek 6

Metody hodnocení

1. Hodnoty Lden a Lnight se určují pomocí metod hodnocení definovaných v příloze II.

▼M1

2. Komise stanoví společné metody hodnocení pro zjišťování hodnot Lden a Lnight prostřednictvím revize přílohy II. Tato opatření, jež mají za účel změnit jiné než podstatné prvky této směrnice, se přijímají regulativním postupem s kontrolou podle čl. 13 odst. 3. Do přijetí těchto metod mohou členské státy používat přizpůsobené metody hodnocení podle přílohy II a založené na metodách stanovených v jejich právních předpisech. V takovém případě musí členské státy prokázat, že tyto metody poskytují výsledky, které jsou rovnocenné výsledkům získaným metodami uvedenými v bodě 2.2 přílohy II.

▼B

3. Škodlivé účinky mohou být hodnoceny pomocí vztahu mezi dávkou a účinkem, který je uveden v příloze III.

Článek 7

Strategické hlukové mapování

1. Členské státy podle potřeb schválených příslušnými orgány zajistí, aby nejpozději do 30. června 2007 byly vypracovány strategické hlukové mapy, které zdokumentují situaci na jejich území v předcházejícím kalendářním roce pro všechny aglomerace s více než 250 000 obyvateli a pro všechny hlavní silnice, po kterých projede více než šest miliónů vozidel za rok, hlavní železniční trati, po kterých projede více než 60 000 vlaků za rok, a pro hlavní letiště.

Členské státy informují nejpozději do 30. června 2005 a potom každých pět let Komisi o hlavních silnicích, po kterých projede více než šest miliónů vozidel za rok, hlavních železničních tratích, po kterých projede více než 60 000 vlaků za rok, o hlavních letištích a o aglomeracích s více než 250 000 obyvateli, které se nacházejí na jejich území.

2. Členské státy přijmou opatření nezbytná k zajištění toho, aby nejpozději do 30. června 2012 a potom každých pět let byly podle potřeb schválených příslušnými orgány vypracovány strategické hlukové mapy, které budou na jejich území dokumentovat situaci v předcházejícím kalendářním roce pro všechny aglomerace a pro všechny hlavní silnice a hlavní železniční trati.

Nejpozději do 31. prosince 2008 informují členské státy Komisi o všech aglomeracích a o všech hlavních silnicích a hlavních železničních tratích na svém území.

3. Strategické hlukové mapy musí splňovat minimální požadavky z přílohy IV.

4. Sousedící státy spolupracují na strategickém hlukovém mapování v blízkosti hranic.

5. Strategické hlukové mapy hluku podléhají přezkoumání a podle potřeby se revidují nejméně každých pět let ode dne vypracování.

Článek 8

Akční plány

1. Členské státy zajistí, aby příslušné orgány nejpozději do 18. července 2008 vypracovaly akční plány určené pro řešení problémů s hlukem a s jeho účinky na svém území, případně včetně nezbytného snižování hluku, a to pro:

a) okolí hlavních silnic, po kterých projede více než šest miliónů vozidel za rok, hlavních železničních tratí, po kterých projede více než 60 000 vlaků za rok, a v blízkosti hlavních letišť;

b) aglomerace s více než 250 000 obyvateli. Takové plány mají za cíl také chránit tiché oblasti proti zvyšování hluku.

Opatření v rámci akčních plánů jsou na volném uvážení příslušných orgánů, ale měla by řešit zejména prioritní situace, které je možné zjistit podle překročení některé příslušné mezní hodnoty nebo podle dalších kritérií zvolených členskými státy, a měla by se uplatnit se zejména pro nejdůležitější oblasti, které jsou vymezeny strategickým hlukovým mapováním.

2. Členské státy zajistí, aby nejpozději do 18. července 2013 příslušné orgány vypracovaly akční plány, především pro řešení prioritních situací, které je možné zjistit podle překročení některé příslušné mezní hodnoty nebo podle dalších kritérií zvolených členskými státy, pro aglomerace a pro hlavní silnice i hlavní železniční trati na jejich území.

3. Členské státy uvědomí Komisi o dalších příslušných kritériích podle odstavce 1 a 2.

4. Akční plány musí splňovat minimální požadavky z přílohy V.

5. Akční plány se přezkoumají a podle potřeby revidují, dojde-li k podstatnému vývoji, který významně ovlivňuje stávající hlukovou situaci, nejméně však každých pět let ode dne jejich schválení.

6. Sousedící členské státy spolupracují na akčních plánech pro příhraniční regiony.

7. Členské státy zajistí, aby se návrhy akčních plánů konzultovaly s veřejností, aby veřejnost dostala včas příležitost k efektivní účasti na přípravě a přezkoumání akčních plánů, aby se výsledky takové účasti vzaly v úvahu a veřejnost byla informována o přijatých rozhodnutích. Pro každou etapu veřejné účasti musí být poskytnut přiměřený a dostatečný časový rámec.

Pokud povinnost zajistit příslušný postup pro účast veřejnosti vyplývá současně z této směrnice a některých jiných právních předpisů Společenství, mohou členské státy stanovit společný postup, aby se vyhnuly duplikacím.

Článek 9

Informování veřejnosti

1. Členské státy zajistí, aby jimi vypracované a podle potřeby upravené strategické hlukové mapy a akční plány byly zpřístupněny a distribuovány veřejnosti v souladu s příslušnými právními předpisy Společenství, zejména se směrnicí Rady 90/313/EHS ze dne 7. června 1990 o svobodě přístupu k informacím o životním prostředí ( 2 ) a v souladu s přílohami IV a V této směrnice, včetně zpřístupnění prostřednictvím dostupných informačních technologií.

2. Tyto informace musí být jasné, komplexní a přístupné. Musí být opatřeny souhrnem nejdůležitějších skutečností.

Článek 10

Shromažďování a zveřejňování údajů členskými státy a Komisí

1. Komise předloží Evropskému parlamentu a Radě nejpozději do 18. ledna 2004 zprávu obsahující přezkoumání stávajících opatření Společenství, týkajících se zdrojů hluku ve venkovním prostředí.

2. Členské státy zajistí, aby údaje ze strategických hlukových map a souhrnné přehledy akčních plánů, uvedené v příloze VI, byly odeslány Komisi do šesti měsíců ode dne stanoveného pro strategické hlukové mapy v článku 7 a pro akční plány v článku 8.

3. Komise vytvoří databázi informací o strategických hlukových mapách, aby usnadnila vypracování zprávy podle článku 11 a uskutečnění dalších technických a informativních prací.

4. Komise zveřejní každých pět let souhrnnou zprávu o údajích ze strategických hlukových map a akčních plánů. První zpráva bude předložena do 18. července 2009.

Článek 11

Přezkoumání a zprávy

1. Komise nejpozději do 18. července 2009 předloží Evropskému parlamentu a Radě zprávu o provádění této směrnice.

2. Tato zpráva musí zejména posoudit potřebu dalších opatření Společenství ohledně hluku ve venkovním prostředí a podle potřeby navrhnout pováděcí strategie pro hlediska, jako jsou:

a) dlouhodobé a střednědobé cíle pro snížení počtu osob poškozených hlukem ve venkovním prostředí, přičemž se vezmou v úvahu zejména klimatické a kulturní rozdíly;

b) dodatečná opatření ke snížení hluku ve venkovním prostředí působeného specifickými zdroji, zejména zařízeními určenými k použití ve venkovním prostoru, dopravními prostředky a infrastrukturami a určitými kategoriemi průmyslové činnosti; dodatečná opatření budou vycházet z již provedených opatření a z opatření, jejichž přijetí se projednává;

c) ochrana tichých oblastí v otevřené krajině.

3. Zpráva zahrne přezkoumání akustických kvalit životního prostředí ve Společenství na základě údajů uvedených v článku 10 a musí vzít v úvahu dosažený vědecký a technický pokrok a všechny ostatní důležité informace. Hlavními kritérii pro výběr navrhovaných strategií a opatření jsou snížení škodlivých účinků a poměr nákladů a účinnosti.

4. Po obdržení prvního souboru strategických hlukových map Komise znovu posoudí:

— možnost měření ve výšce 1,5 metru podle přílohy I článku 1 pro oblasti s jednoposchoďovými domy,

— dolní mez různých rozsahů hodnot Lden a Lnight podle přílohy VI pro odhadovaný počet osob vystavených hluku.

5. Zpráva se přezkoumá každých pět let nebo podle potřeby i častěji. Zpráva musí obsahovat hodnocení provádění této směrnice.

6. Zpráva bude podle potřeby doložena návrhy na její změny.

▼M1

Článek 12

Přizpůsobení technickému a vědeckému pokroku

Komise přizpůsobuje bod 3 přílohy I a přílohy II a III této směrnice technickému a vědeckému pokroku. Tato opatření, jež mají za účel změnit jiné než podstatné prvky této směrnice, se přijímají regulativním postupem s kontrolou podle čl. 13 odst. 3.

▼B

Článek 13

Výbor

1. Komisi je nápomocen výbor zřízený článkem 18 směrnice 2000/14/ES.

2. Odkazuje-li se na tento odstavec, použijí se články 5 a 7 rozhodnutí 1999/468/ES s ohledem na článek 8 uvedeného rozhodnutí.

Doba uvedená v čl. 5 odst. 6 rozhodnutí 1999/468/ES je tři měsíce.

▼M1

3. Odkazuje-li se na tento odstavec, použijí se čl. 5a odst. 1 až 4 a článek 7 rozhodnutí 1999/468/ES s ohledem na článek 8 zmíněného rozhodnutí.

▼B

Článek 14

Provedení

1. Členské státy uvedou v účinnost právní a správní předpisy nezbytné pro dosažení souladu s touto směrnicí nejpozději do 18. července 2004. Uvědomí o nich Komisi.

Tato opatření přijatá členskými státy musí obsahovat odkaz na tuto směrnici, nebo takový odkaz musí být učiněn při jejich úředním vyhlášení. Způsob odkazu si stanoví členské státy.

2. Členské státy sdělí Komisi znění vnitrostátních právních předpisù, které přijmou v oblasti působnosti této směrnice.

Článek 15

Vstup v platnost

Tato směrnice vstupuje v platnost dnem vyhlášení v Úředním věstníku Evropských společenství.

Článek 16

Určení

Tato směrnice je určena členským státům.









PŘÍLOHA I

HLUKOVÉ INDIKÁTORY

podle článku 5

1. Definice hlukového indikátoru pro den-večer-noc Lden

Hodnota hlukového indikátoru pro den-večer-noc Lden v decibelech (dB) je definována tímto vzorcem:

kde:

— Lday je dlouhodobý průměr hladiny akustického tlaku podle ISO 1996-2: 1987, s frekvenční charakteristikou A, určený za všechna denní období jednoho roku,

— Levening je dlouhodobý průměr hladiny akustického tlaku podle ISO 1996-2: 1987, s frekvenční charakteristikou A, určený za všechna večerní období jednoho roku,

— Lnight je dlouhodobý průměr hladiny akustického tlaku podle ISO 1996-2: 1987, s frekvenční charakteristikou A, určený za všechna noční období jednoho roku,

kde:

— denní období trvá 12 hodin, večerní období čtyři hodiny a noční období osm hodin. Členské státy mohou zkrátit večerní období o jednu nebo dvě hodiny a prodloužit o ně denní nebo noční období za předpokladu, že je tato volba stejná pro všechny zdroje a že poskytnou Komisi informace o všech systematických rozdílech od standardní volby,

— začátek dne (a v důsledku toho začátek večerního a nočního období) určí členský stát (tato volba musí být stejná pro všechny zdroje); standardní období jsou 7:00 až 19:00, 19:00 až 23:00 a 23:00 až 07:00 místního času,

— rokem je příslušný kalendářní rok, pokud jde o emise zvuku, a průměrný rok, pokud jde o meteorologické podmínky;

a kde:

— se bere v úvahu dopadající zvuk, což znamená, že se nijak nebere v úvahu zvuk, který se odráží od fasády uvažovaného obydlí (z toho zpravidla vyplývá korekce 3 dB).

Výška, ve které se hodnotí Lden, závisí na účelu hodnocení:

— v případě výpočtu pro účely strategického hlukového mapování z hlediska expozice hluku v budovách a v jejich blízkosti musí být výška bodu hodnocení 4,0 ± 0, 2 m (3,8 až 4,2 m) nad terénem a na nejvíce exponované fasádě; pro tento účel se nejvíce exponovanou fasádou rozumí vnější stěna objektu obrácená k nejbližšímu specifickému zdroji hluku; pro jiné účely se může použít jiná volba,

— v případě měření pro účely strategického hlukového mapování je z hlediska expozice hluku v budovách a v jejich blízkosti možné zvolit jiné výšky, ale body měření nesmějí být nikdy níže než 1,5 m nad terénem a výsledky měření je třeba korigovat na ekvivalentní výšku 4 m,

— pro jiné účely, než je akustické plánování a vymezení hlukových zón, se mohou zvolit jiné výšky, ale body hodnocení nesmějí být nikdy níže než 1,5 m nad terénem; příklady takových účelů jsou: — — venkovské oblasti s jednoposchoďovými domy, — návrh lokálních opatření určených ke snižování dopadu hluku na určitá obydlí, — podrobné hlukové mapování ve vymezené oblasti, jehož cílem je identifikace hlukové expozice jednotlivých obydlí.

2. Definice hlukového indikátoru pro noční období

Hlukový indikátor pro noční období Lnight je dlouhodobý průměr hladiny akustického tlaku podle ISO 1996-2: 1987, s frekvenční charakteristikou A, určený za všechna noční období jednoho roku,

kde:

— noc trvá osm hodin podle definice v článku 1,

— rokem je příslušný kalendářní rok, pokud jde o emise zvuku, a průměrný rok, pokud jde o meteorologické podmínky, jak je definováno v článku 1,

— dopadající zvuk se bere v úvahu tak, jak je to stanoveno v paragrafu 1,

— bod hodnocení je stejný jako pro Lden.

3. Doplňkové hlukové indikátory

V některých případech může být výhodné kromě indikátorů Lden a Lnight, a případně Lday a Levening, použít speciální hlukové indikátory a na ně vázané mezní hodnoty. Některé příklady:

— uvažovaný zdroj hluku je v činnosti pouze v kratších časových intervalech (například méně než 20 % času ve všech denních obdobích v roce, ve všech večerních obdobích v roce nebo všech nočních obdobích v roce),

— průměrný počet výskytů hluku v jednom nebo více obdobích je velmi nízký (například méně než jeden výskyt za hodinu; výskyt hluku by mohl být definován jako hluk, který trvá méně než pět minut; příkladem může být hluk projíždějícího vlaku nebo přelétávajícího letadla),

— hluk má značný podíl nízkofrekvenčních složek,

— LAmax nebo SEL (hladina zvukové expozice) pro ochranu v nočním období v případě špiček hluku,

— zvláštní ochrana před hlukem o víkendu nebo v určité části roku,

— zvláštní ochrana před hlukem v denním období,

— zvláštní ochrana před hlukem ve večerním období,

— kombinace hluku z různých zdrojů,

— tiché oblasti ve volné krajině,

— hluk obsahuje silné tónové složky,

— hluk má impulsní charakter.

▼M2









PŘÍLOHA II

METODY HODNOCENÍ PRO HLUKOVÉ INDIKÁTORY

(podle článku 6 směrnice 2002/49/ES)

1. ÚVOD

Hodnoty Lden a Lnight se určují výpočtem v bodech hodnocení za pomoci metody uvedené v kapitole 2 a údajů popsaných v kapitole 3. Měření lze provádět postupem uvedeným v kapitole 4.

2. SPOLEČNÉ METODY HODNOCENÍ HLUKU

2.1. Obecná ustanovení – hluk ze silniční a železniční dopravy a z průmyslové činnosti

2.1.1. Definice ukazatelů, kmitočtových rozsahů a pásem

Výpočty hlučnosti jsou definovány ►C1 v oktávových pásmech v kmitočtovém rozsahu 63 Hz až 8 kHz ◄ . Výsledky pro kmitočtové pásmo se uvádějí v odpovídajícím kmitočtovém intervalu.

Pro silniční a železniční dopravu a hluk z průmyslové činnosti se výpočty provádějí v oktávových pásmech, kromě výpočtu akustického výkonu zdroje hluku z železniční dopravy, který se provádí v třetinooktávových pásmech. Pro silniční a železniční dopravu a hluk z průmyslové činnosti se na základě těchto výsledků oktávového pásma spočítá dlouhodobý denní, večerní a noční průměr hladiny akustického tlaku A, který je definován v příloze I a uveden v článku 5 směrnice 2002/49/ES, jako součet všech těchto frekvenčních hodnot:







(2.1.1)

kde

Ai označuje korekci vážení filtrem A podle normy IEC 61672-1,

i = index kmitočtového pásma

a T je časové období odpovídající dni, večeru nebo noci.

Hlukové parametry:







Lp Okamžitá hladina akustického tlaku [dB] (re. 2 10–5 Pa) LAeq,LT Celková dlouhodobá hladina hluku L Aeq ze všech zdrojů a zrcadlových zdrojů v bodě R [dB] (re. 2 10–5 Pa) LW Hladina akustického výkonu určitého (pohyblivého nebo nepohyblivého) bodového zdroje in situ [dB] (re. 10–12 W) LW,i,dir Akustický výkon směrového zdroje zvuku in situ pro i-té kmitočtové pásmo [dB] (re. 10–12 W) LW' Průměrná hladina akustického výkonu in situ na metr liniového zdroje [dB/m] (re. 10–12 W)

Další fyzikální parametry:







p Střední kvadratická hodnota okamžitého akustického tlaku [Pa] p 0 Referenční akustický tlak = 2 10–5 Pa [Pa] W 0 Referenční akustický výkon = 10–12 W [watt]

2.1.2. Kvalitativní rámec

Přesnost vstupních hodnot

Veškeré vstupní hodnoty ovlivňující emisní hladinu zdroje se určí s minimální přesností odpovídající odchylce ± 2dB(A) emisní hladiny zdroje (při stejných hodnotách všech ostatních parametrů).

Používání základních hodnot

Při uplatňování této metody musí vstupní údaje odrážet skutečné použití. Obecně se nelze spoléhat na standardní vstupní údaje nebo předpoklady. Standardní vstupní hodnoty a předpoklady jsou akceptovány tehdy, když je shromáždění reálných údajů spojeno s nepřiměřeně vysokými náklady.

Kvalita softwaru používaného k výpočtům

Softwarové aplikace sloužící k provádění výpočtů musí být v průkazné shodě s metodami popsanými v tomto dokumentu. Tato shoda se prokazuje certifikací výsledků na zkušebních případech.

2.2. Hluk ze silniční dopravy

2.2.1. Popis zdroje

Klasifikace vozidel

Hluk ze silniční dopravy se určuje jako úhrn hlukových emisí ze všech vozidel tvořících dopravní tok. Tato vozidla se podle svých hlukově emisních vlastností dělí do pěti samostatných kategorií:

Kategorie 1 : lehká motorová vozidla

Kategorie 2 : středně těžká vozidla

Kategorie 3 : těžká vozidla

Kategorie 4 : dvoukolová motorová vozidla

Kategorie 5 : otevřená kategorie

V kategorii dvoukolových motorových vozidel jsou vymezeny dvě samostatné podkategorie, jedna pro mopedy, druhá pro silnější motocykly, protože mají velmi odlišné způsoby pohonu a zpravidla se také velice liší jejich počty.

Použijí se první čtyři kategorie, pátá kategorie je nepovinná. Je určena pro nová vozidla, která budou výsledkem případného budoucího vývoje a která se svými hodnotami emisí hluku mohou lišit natolik, že budou vyžadovat vymezení nové kategorie. Do této kategorie by měla spadat například elektrická nebo hybridní vozidla či jakákoli jiná v budoucnu vyvinutá vozidla, která budou podstatně odlišná od vozidel spadajících do kategorie 1 až 4.

Podrobné údaje o jednotlivých třídách vozidel jsou uvedeny v tabulce [2.2.a].







Tabulka [2.2.a] Třídy vozidel Kategorie Název Popis Kategorie vozidla v ES Schválení typu vozidla (1) 1 Lehká motorová vozidla Osobní vozidla, dodávková vozidla ≤ 3,5 tuny, sportovní užitková vozidla (SUV) (2), víceúčelová vozidla (MPV) (3) včetně přívěsů a karavanů M1 a N1 2 Středně těžká vozidla Středně těžká vozidla, dodávková vozidla > 3,5 tuny, autobusy, obytné vozy atd. se dvěma nápravami a dvojicí pneumatik, které se nasazují na zadní nápravu M2, M3 a N2, N3 3 Těžká vozidla Těžká nákladní vozidla, vozidla typu touring, autobusy, jež mají tři a více náprav M2 a N2 s přívěsem, M3 a N3 4 Dvoukolová motorová vozidla 4a Dvou-, tří- a čtyřkolové mopedy L1, L2, L6 4b Motocykly s postranním vozíkem i bez něho, tříkolky a čtyřkolky L3, L4, L5, L7 5 Otevřená kategorie Bude vymezena podle budoucích potřeb. neuplatňuje se (1) Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/46/ES ze dne 5. září 2007, kterou se stanoví rámec pro schvalování motorových vozidel a jejich přípojných vozidel, jakož i systémů, konstrukčních částí a samostatných technických celků určených pro tato vozidla (Úř. věst. L 263, 9.10.2007, s. 1). (2) Sportovní užitková vozidla (SUV). (3) Víceúčelová vozidla (MPV).

Počet a umístění ekvivalentních zvukových zdrojů

V rámci této metody představuje každé vozidlo (kategorie 1, 2, 3, 4 a 5) jeden jediný bodový zdroj, vyzařující rovnoměrně do 2-π poloviny prostoru nad zemí. První odraz na povrchu vozovky se předpokládá implicitně. Jak je znázorněno na obrázku [2.2.a], tento bodový zdroj se nachází 0,05 m nad povrchem vozovky.

Dopravní tok je znázorněn jako liniový zdroj. Při modelování provozu na víceproudé silnici by každý jízdní pruh měl být v ideálním případě reprezentován liniovým zdrojem uprostřed každého jízdního pruhu. Přijatelný je nicméně i model s jedním liniovým zdrojem umístěným uprostřed dvouproudé vozovky nebo jedním liniovým zdrojem pro jeden směr jízdy ve vnějším jízdním pruhu víceproudé vozovky.

Emise akustického výkonu

Akustický výkon určitého zdroje je definován ve „volném poli nad odrazivou rovinou“, což znamená, že akustický výkon zahrnuje odraz od povrchu ohraničeného půdorysem modelovaného zdroje, nejsou-li v jeho bezprostředním okolí žádné rušivé objekty kromě odrazu od povrchu vozovky za hranicemi půdorysu modelovaného zdroje.

Hlukové emise dopravního toku jsou reprezentovány liniovým zdrojem, který je charakterizován svým akustickým výkonem směrového zdroje zvuku na metr a kmitočet. Tato hodnota odpovídá součtu hlukových emisí z jednotlivých vozidel dopravního toku se započtením času, který tato vozidla stráví v předmětném úseku vozovky. Znázornění jednotlivého vozidla v dopravním toku vyžaduje uplatnění modelu dopravního toku.

Za předpokladu rovnoměrného dopravního toku Qm vozidel kategorie m za hodinu, která se pohybují průměrnou rychlostí vm (vyjádřenou v km/h), je akustický výkon směrového zdroje zvuku na metr v kmitočtovém pásmu i liniového zdroje LW′, eq,line,i,m definován jako:







(2.2.1)

kde LW,i,m je akustický výkon směrového zdroje zvuku jednoho vozidla. LW′,m se vyjádří v dB (re. 10– 12 W/m). Tyto hladiny akustického výkonu se vypočítají zvlášť pro ►C1 každé oktávové pásmo i v rozsahu od 63 Hz do 8 kHz ◄ .

Údaje o dopravním toku Qm se vyjádří jako roční průměr za hodinu, časové období (den-večer-noc), vozidlo a liniový zdroj. Pro všechny kategorie se jako vstupní údaje o dopravním toku použijí údaje získané z měření provozu nebo z dopravních modelů.

Rychlost vm je reprezentativní rychlostí dané kategorie vozidel: ve většině případů se jedná o hodnotu nejvyšší povolené rychlosti v daném úseku vozovky, nebo nejvyšší povolenou rychlost pro danou kategorii vozidel podle toho, která rychlost je nižší. Nejsou-li dostupné údaje z místního měření, použije se maximální povolená rychlost pro danou kategorii vozidel.

Předpokládá se, že všechna vozidla kategorie m jedou v dopravním toku stejnou rychlostí vm , tj. průměrnou rychlostí toku vozidel dané kategorie.

Model silničního vozidla je vytvořen řadou matematických rovnic, které představují dva hlavní zdroje hluku:

1. hluk valení, který je způsoben interakcí pneumatiky a vozovky;

2. hluk hnací jednotky vytvářený hnacím ústrojím (motorem, výfukem atd.) vozidla.

Aerodynamický hluk se považuje za součást zdroje hluku valení.

V kategorii lehkých, středních a těžkých motorových vozidel (kategorie 1, 2 a 3) odpovídá celkový akustický výkon součtu energie hluku valení a hluku hnací jednotky. Hladina celkového akustického výkonu liniových zdrojů pro m = 1, 2 nebo 3 je proto definována jako







(2.2.2)

kde LWR,i,m je hladina akustického výkonu vyjadřující hluk valení a LWP,i,m je hladina akustického výkonu vyjadřující hluk hnací jednotky. Tento vzorec platí pro všechna rychlostní rozmezí. Pro rychlosti nižší než 20 km/h je hladina akustického výkonu definována stejným vzorcem jako pro vm = 20km/h.

U dvoukolových vozidel (kategorie 4) se za zdroj považuje pouze hluk hnací jednotky:







LW,i,m = 4 (vm = 4 ) = LWP,i,m = 4 (vm = 4 ) (2.2.3)

Tento vzorec platí pro všechna rychlostní rozmezí. Pro rychlosti nižší než 20 km/h je hladina akustického výkonu definována stejným vzorcem jako pro vm = 20km/h.

2.2.2. Referenční podmínky

Zdrojové rovnice a koeficienty platí pro tyto referenční podmínky:

— konstantní rychlost vozidla,

— rovná vozovka,

— teplota vzduchu τref = 20 °C,

— pomyslný referenční povrch vozovky, kterou tvoří průměrně hustý asfaltový beton 0/11 a kamenitý mastixový asfaltový koberec 0/11, stáří 2 až 7 let a v reprezentativním stavu údržby,

— suchý povrch vozovky,

— bez hrotových pneumatik.

2.2.3. Hluk valení

Obecná rovnice

Hladina akustického výkonu hluku valení v kmitočtovém pásmu i vozidla třídy m = 1,2 nebo 3 je definována jako







(2.2.4)

Koeficienty AR,i,m a BR,i,m se udávají v oktávových pásmech pro každou kategorii vozidel a pro referenční rychlost vref = 70 km/h. Hodnota ΔLWR,i,m odpovídá součtu korekčních koeficientů, které se použijí na emise hluku valení pro konkrétní podmínky vozovky či vozidla, které se odchylují od referenčních podmínek:







ΔLWR,i,m = ΔLWR,road,i,m + ΔLstuddedtyres,i,m + ΔLWR,acc,i,m + ΔLW,temp (2.2.5)

Hodnota ΔLWR,road,i,m vyjadřuje účinek povrchu vozovky na hluk valení v případě, kdy povrch vozovky má akustické vlastnosti odlišné od akustických vlastností pomyslného referenčního povrchu, které jsou definovány v kapitole 2.2.2. Zahrnuje jak účinek na šíření hluku, tak na jeho vytváření.

Hodnota ΔLstudded tyres,i,m představuje korekční koeficient vyjadřující vyšší hladinu hluku valení u lehkých vozidel s hrotovými pneumatikami.

Hodnota ΔLWR,acc,i,m vyjadřuje účinek světelné křižovatky nebo kruhového objezdu na hluk valení. Zahrnuje v sobě účinek na hluk při změnách rychlosti.

Hodnota ΔLW,temp představuje korekční faktor průměrné teploty τ, pokud se liší od referenční teploty τref = 20 °C.

Korekce pro hrotové pneumatiky

Pokud každoročně v průběhu několika měsíců používá významný počet lehkých vozidel v dopravním toku hrotové pneumatiky, zohlední se ve výpočtu související účinek na hluk valení. Zvýšení emisí valivého hluku se v závislosti na rychlosti určí pro každou kategorii vozidel m = 1 vybavených hrotovými pneumatikami za použití vzorce:







Δ stud,i ( v ) = a i + b i × lg(50/70) for v < 50 km/h (2.2.6) a i + b i × lg(v/70) for 50 ≤ v ≤ 90 km/h a i + b i × lg(90/70) for v > 90 km/h

kde koeficienty ai a bi jsou vyjádřeny zvlášť pro každé oktávové pásmo.

Emise valivého hluku mohou být zvýšeny jen úměrně k množství lehkých vozidel s hrotovými pneumatikami a pro omezené období Ts (vyjádřené v měsících) během roku. Je-li Qstud,ratio průměrný podíl lehkých vozidel s hrotovými pneumatikami na celkovém množství vozidel projíždějících za hodinu v daném období Ts (vyjádřené v měsících), pak roční průměrný podíl vozidel s hrotovými pneumatikami ps se vyjádří jako:







(2.2.7)

Výsledná korekce, která se použije na emise akustického výkonu hluku valení způsobené používáním hrotových pneumatik u vozidel kategorie m = 1 v kmitočtovém pásmu i, je:







(2.2.8)

U vozidel všech ostatních kategorií se žádná korekce nepoužije:







ΔLstuddedtyres,i,m ≠ 1 = 0 (2.2.9)

Účinek teploty vzduchu na korekci hluku valení

Na emise hluku valení má vliv teplota vzduchu; hladina akustického výkonu hluku valení se vzrůstající teplotou vzduchu klesá. Tento účinek zohledňuje korekce povrchu vozovky. Korekce povrchu vozovky se zpravidla určují pro teplotu vzduchu τref = 20 °C. V případě, že se průměrná roční teplota vzduchu ve °C liší, použije se pro výpočet hluku z povrchu vozovky tato korekce:







ΔLW,temp,m (τ) = Km × (τref – τ) (2.2.10)

Pro teploty nižší než 20 °C je tento korekční faktor kladný (tzn. že hluk je silnější), pro vyšší teploty záporný (tzn. že hluk je slabší). Hodnota koeficientu K se mění v závislosti na povrchu vozovky a vlastnostech pneumatiky a obecně vykazuje určitou kmitočtovou závislost. Pro všechny povrchy vozovky se v kategorii lehkých vozidel (kategorie 1) použije obecný koeficient Km = 1 = 0,08 dB/°C, v kategorii těžkých vozidel (kategorie 2 a 3) Km = 2 = Km = 3 = 0,04 dB/°C. Korekční koeficient se použije stejným způsobem ve všech oktávových pásmech v rozsahu od 63 do 8 000 Hz.

2.2.4. Hluk hnací jednotky

Obecná rovnice

Emise hluku hnací jednotky zahrnují veškeré hlukové podíly z motoru, výfuku, řazení, sání atd. Hladina akustického výkonu hluku hnací jednotky v kmitočtovém pásmu i vozidla třídy m je definována jako







(2.2.11)

Koeficienty AP,i,m a BP,i,m se udávají v oktávových pásmech pro každou kategorii vozidel a pro referenční rychlost vref = 70 km/h.

Hodnota ΔLWP,i,m odpovídá součtu korekčních koeficientů, které se použijí na emise hluku hnací jednotky pro konkrétní jízdní či regionální podmínky, které se odchylují od referenčních podmínek:







ΔLWP,i,m = ΔLWP,road,i,m + ΔLWP,grad,i,m + ΔLWP,acc,i,m (2.2.12)

ΔLWP,road,i,m určuje účinek povrchu vozovky na hluk hnací jednotky v podobě pohlcování hluku. Výpočet se provede v souladu s postupem uvedeným v kapitole 2.2.6.

Hodnoty ΔLWP,acc,i,m a ΔLWP,grad,i,m zohledňují účinek sklonu vozovky a zrychlování a zpomalování vozidel na křižovatkách. Vypočítají se v souladu s postupem uvedeným v kapitolách 2.2.4 a 2.2.5.

Účinek sklonu vozovky

Sklon vozovky má na hlukové emise vozidla dvojí účinek: jednak ovlivňuje rychlost vozidla, a tedy i jeho emise hluku valení a hnací jednotky; jednak prostřednictvím řazení ovlivňuje zatížení motoru a otáčky motoru, a tím i emise hluku hnací jednotky příslušného vozidla. V tomto oddíle je zohledněn pouze účinek na hluk hnací jednotky, přičemž se předpokládá stálá rychlost.

Účinek sklonu vozovky na hluk hnací jednotky se zohledňuje pomocí korekčního faktoru ΔLWP,grad,m , který je funkcí svažitosti s (v %), rychlosti vozidla vm (v km/h) a třídy vozidla m. V případě obousměrného dopravního toku je nutné tento tok rozdělit na dvě poloviny a vypočítat korekci zvlášť pro stoupání a zvlášť pro klesání. Tento korekční faktor se pak stejným způsobem použije ve všech oktávových pásmech (for = pro):

Pro m = 1



ΔL WP,grad,i,m = 1 ( v m ) = for s < – 6 % (2.2.13) 0 for – 6 % ≤ s ≤ 2 % for s > 2 %

Pro m = 2



ΔL WP,grad,i,m = 2 ( v m ) = for s < – 4 % (2.2.14) 0 for – 4 % ≤ s ≤ 0 % for s > 0 %

Pro m = 3



ΔL WP,grad,i,m = 3 ( v m ) = for s < – 4 % (2.2.15) 0 for – 4 % ≤ s ≤ 0 % for s > 0 %

Pro m = 4



ΔLWP,grad,i,m = 4 = 0 (2.2.16)

Korekce ΔLWP,grad,m v sobě implicitně zahrnuje účinek sklonu vozovky na rychlost.

2.2.5. Účinek zvýšení a snížení rychlosti vozidel

Před světelnými křižovatkami a kruhovými objezdy a za nimi se níže popsaným způsobem použije korekce účinku zrychlení a zpomalení.

Korekční faktory hluku valení ΔLWR,acc,m,k a hluku hnací jednotky ΔLWP,acc,m,k jsou lineárními funkcemi vzdálenosti x (v m) bodového zdroje k nejbližšímu křížení příslušného liniového zdroje s dalším liniovým zdrojem. Tyto korekční faktory se použijí stejným způsobem ve všech oktávových pásmech:







(2.2.17) (2.2.18)

Hodnota koeficientů CR,m,k a CP,m,k se mění v závislosti na druhu křižovatky k (k = 1 pro světelnou křižovatku, k = 2 pro kruhový objezd) a udává se zvlášť pro každou kategorii vozidel. Korekce v sobě zahrnuje i účinek změny rychlosti při dojezdu ke křižovatce či kruhovému objezdu nebo při výjezdu z nich.

Upozornění: při vzdálenosti |x| ≥ 100 m, ΔLWR,acc,m,k = ΔLWP,acc,m,k = 0.

2.2.6. Účinek typu povrchu vozovky

Obecné zásady

Pokud se akustické vlastnosti povrchu vozovky liší od akustických vlastností referenčního povrchu, použije se pro hluk valení i hluk hnací jednotky spektrální korekční faktor.

Korekční faktor povrchu vozovky pro emise hluku valení je dán tímto vztahem:







(2.2.19)

kde

αi,m je spektrální korekce vyjádřená v dB při referenční rychlosti vref v kategorii m (1, 2 nebo 3) a ve spektrálním pásmu i.

βm je účinek rychlosti na snížení hluku valení v kategorii m (1, 2 nebo 3) a tento účinek je ve všech kmitočtových pásmech shodný.

Korekční faktor povrchu vozovky pro emise hluku hnací jednotky je dán tímto vztahem:







ΔLWP,road,i,m = min{αi,m ;0} (2.2.20)

Pohlcující povrchy hluk hnací jednotky snižují, povrchy nepohlcující jej však nezvyšují.

Účinek stáří vozovky na akustické vlastnosti jejího povrchu

Hlukové vlastnosti povrchů vozovek se mění s jejich stářím a úrovní údržby, přičemž postupem času se jejich hlučnost obvykle zvyšuje. V rámci této metody jsou odvozeny parametry povrchu vozovek, které jsou reprezentativní pro akustický výkon daného typu povrchu vozovky vypočítaný jako průměrná hodnota zohledňující jeho reprezentativní životnost a předpokládanou řádnou údržbu.

2.3. Hluk z železniční dopravy

2.3.1. Popis zdroje

Klasifikace vozidel

Pro účely této metody výpočtu hladiny hluku je vozidlo definováno jako kterákoli dílčí jednotka vlaku (typicky lokomotiva, vůz s vlastním pohonem, tažený vůz nebo nákladní vagon), která je samostatně posunovatelná a odpojitelná od zbytku vlaku. V případě dílčích jednotek vlaku, které jsou součástí nerozpojitelné soupravy, například jednotky se společným podvozkem, mohou nastat určité zvláštní okolnosti. Pro účely této metody výpočtu jsou všechny tyto dílčí jednotky považovány za jediné vozidlo.

Pro účely této metody výpočtu je vlak soupravou spojených vozidel.

V tabulce [2.3.a] je definováno společné názvosloví pro popis typů vozidel uvedených v databázi zdrojů. Uvádí všechny příslušné deskriptory, které slouží ke klasifikaci vozidel. Tyto deskriptory odpovídají vlastnostem vozidla, které mají vliv na akustický výkon směrového zdroje připadající na délku jednoho metru ekvivalentního modelového liniového zdroje.

Počet vozidel se pro každý typ určí zvlášť pro každý úsek koleje a každé časové období, s nimiž se při výpočtu hluku počítá. Vyjádří se jako průměrný počet vozidel za hodinu, přičemž tato hodnota se vypočítá tak, že celkový počet vozidel projíždějících za dané časové období se vydělí dobou trvání tohoto časového období vyjádřenou v hodinách (projede-li například za 4 hodiny 24 vozů, je to v průměru 6 vozů za hodinu). Započítají se všechny typy vozidel projíždějících na každém úseku koleje.







Tabulka [2.3.a] Klasifikace a deskriptory železničních vozů Číslice 1 2 3 4 Deskriptor Typ vozidla Počet náprav na vozidlo Typ brzd Opatření týkající se kol Vysvětlení deskriptoru Písmeno popisující typ Skutečný počet náprav Písmeno popisující typ brzd Písmeno popisující typ opatření pro snižování hluku Možné deskriptory h vysokorychlostní vozidlo (>200 km/h) 1 c litinové špalíky n žádné opatření m vozy s vlastním pohonem 2 k špalíky z kompozitního materiálu nebo spékaného kovu d tlumiče p tažené osobní vozy 3 n nebrzděné na jízdní ploše, například diskové, bubnové, magnetické brzdy s clony c městská tramvaj nebo lehké metro s vlastním pohonem a vozy bez vlastního pohonu 4 o jiné d motorová lokomotiva atd. e elektrická lokomotiva a jakékoli obecné nákladní vozidlo o jiné (např. údržbářská vozidla apod.)

Klasifikace kolejí a nosné konstrukce

Stávající koleje se mohou lišit, protože jejich akustické vlastnosti ovlivňuje a určuje několik faktorů. Typy kolejí, které se používají v rámci této metody, jsou uvedeny níže v tabulce [2.3b]. Některé tyto faktory mají na akustické vlastnosti velký vliv, zatímco jiné mají jen podružné účinky. Nejdůležitějšími faktory, které ovlivňují emise hluku z železnice, jsou obecně tyto faktory: drsnost hlavy kolejnice, tuhost podložky pod patu kolejnice, podpražcové podloží, spoje kolejnic a poloměr zakřivení koleje. Alternativní možností je definovat celkové vlastnosti kolejí. Z akustického hlediska nejvýznamnější jsou v tomto případě dva parametry – drsnost hlavy kolejnice a stupeň dynamického útlumu podle normy ISO 3095 a k tomu ještě i poloměr zakřivení koleje.

Úsek koleje je definován jako část jednotlivé koleje na určité železniční trati nebo ve stanici či v železničním depu, u které se nemění fyzikální vlastnosti koleje ani její základní součásti.

V tabulce [2.3.b] je definováno společné názvosloví pro popis typů kolejí uvedených v databázi zdrojů.







Tabulka [2.3.b] Číslice 1 2 3 4 5 6 Deskriptor Podpražcové podloží Drsnost hlavy kolejnice Typ podložky pod patu kolejnice Další opatření Spoje kolejnic Zakřivení Vysvětlení deskriptoru Typ podpražcového podloží Ukazatel drsnosti Představuje ukazatel „akustické“ tuhosti Popisné písmeno akustického zařízení Přítomnost spojů a mezer Uvádí poloměr zakřivení v m Povolené kódy B štěrk E dobře udržovaná a velmi hladká S měkká (150–250 MN/m) N žádné N žádné N přímá kolej S pevná jízdní dráha M normálně udržovaná M střední (250–800 MN/m) D kolejový absorbér S jednoduchý spoj nebo výhybka L malý (1 000 –500 m) L štěrkový most N hůře udržovaná H tuhá (800–1 000 MN/m) B nízká clona D dva spoje nebo výhybky na 100 m M střední (méně než 500 m a více než 300 m) N neštěrkový most B neudržovaný a ve špatném stavu A absorbér hluku na pevném podkladu M více než dva spoje nebo výhybky na 100 m H vysoká (méně než 300 m) T podkladové lože E koleje umístěny v podkladovém loži O jiné O jiné

Počet a umístění ekvivalentních hlukových zdrojů

V různé výšce tratě i v jejím středu se nacházejí různé ekvivalentní liniové zdroje hluku. Všechny výšky jsou vztaženy k rovině dotýkající se horních plošek obou kolejnic.

Ekvivalentní zdroje zahrnují různé fyzikální zdroje (index p). Tyto fyzikální zdroje se dělí do různých kategorií podle mechanismu jejich vzniku. Jedná se o tyto zdroje: 1. hluk valení (zahrnující nejen chvění kolejnic a podpražcového podloží a vibrace kol, ale v příslušných případech také hluk nástavby nákladních vozidel); 2. hluk trakce; 3. aerodynamický hluk; 4. rázový hluk (z přechodů, výhybek a křižovatek); 5. hluk skřípění a 6. hluk vznikající v důsledku dalších faktorů, jako jsou mosty a viadukty.

1) Drsnost kol a hlav kolejnic, z nichž se hluk přenáší třemi cestami k povrchům šířícím hluk (koleje, kola a svršek), způsobuje hluk valení. Tento hluk je stanoven pro h = 0,5 m (povrchy šířící hluk A) jako hluk představující hlukový příspěvek kolejí včetně účinků jejich povrchu, zvláště pak v případě pevné jízdní dráhy (v souladu s částí umožňující šíření), jako hluk představující příspěvek kol a jako hluk představující příspěvek nástavby vozidla (v případě nákladních vlaků).

2) Výšky ekvivalentního zdroje v případě hluku trakce se pohybují v rozmezí od 0,5 m (zdroj A) do 4,0 m (zdroj B) v závislosti na fyzickém umístění příslušné komponenty. Zdroje, jako jsou převodovky a elektromotory, se často nacházejí ve výšce nápravy 0,5 m (zdroj A). Žaluziové větráky a vyústění chladičů se mohou nacházet v různé výšce; komíny s výfukem motorových spalin se u vozů s dieselovým pohonem často nacházejí ve výši střech, tj. 4,0 m (zdroj B). Další trakční zdroje, jako jsou ventilátory nebo bloky dieselových motorů, se mohou nacházet ve výši 0,5 m (zdroj A) nebo 4,0 m (zdroj B). Pokud se přesná výška zdroje nachází někde mezi těmito modelovými výškami, akustická energie se úměrně rozdělí mezi výšky nejbližších sousedních zdrojů.

V rámci metody se z tohoto důvodu počítá se dvěma výškami zdrojů, tj. 0,5 m (zdroj A) a 4,0 m (zdroj B), přičemž ekvivalentní akustický výkon, který je s každou z nich spojený, se rozdělí mezi tyto dvě výšky podle konkrétní konfigurace zdrojů na daném typu jednotky.

3) Účinky aerodynamického hluku jsou spojeny se zdrojem, který se nachází v 0,5 m (představuje kryty a clony, zdroj A), a se zdrojem ve 4,0 m (který slouží jako model pro veškeré střešní zařízení a sběrače proudu, zdroj B). Je známo, že volba 4,0 m pro účinky sběračů proudu představuje jednoduchý model a musí být pečlivě uvážena, jde-li o to, aby byla zvolena vhodná výška protihlukové stěny.

4) Rázový hluk je spojen se zdrojem ve výšce 0,5 m (zdroj A).

5) Skřípavý hluk je spojen se zdrojem ve výšce 0,5 m (zdroj A).

6) Hluk z mostů je spojen se zdrojem ve výšce 0,5 m (zdroj A).

2.3.2. Emise akustického výkonu

Obecné rovnice

Model pro hluk z železniční dopravy popisuje, obdobně jako v případě hluku z dopravy silniční, hlukové emise akustického výkonu konkrétní kombinace typu vozidla a typu kolejí, která splňuje určitý soubor požadavků popsaných v rámci klasifikace vozidel a kolejí v podobě souboru akustického výkonu pro každé vozidlo (LW,0).

Hlukové emise dopravního toku na každé koleji jsou reprezentovány souborem dvou liniových zdrojů, který je charakterizován svým akustickým výkonem směrového zdroje zvuku na metr a kmitočtové pásmo. Tato hodnota odpovídá součtu hlukových emisí z jednotlivých vozidel projíždějících v rámci dopravního toku a v konkrétním případě stacionárních vozidel též se započtením času, který tato vozidla stráví v předmětném úseku železniční tratě.

Akustický výkon směrového zdroje zvuku na metr a kmitočtové pásmo ze všech vozidel projíždějících každý úsek kolejí na koleji typu (j) je definován:

— pro každé kmitočtové pásmo (i),

— pro každou výšku zdroje (h) (u zdrojů ve výšce 0,5 m h = 1, pro zdroje ve výšce 4,0 m h = 2)

a odpovídá souhrnné energii hlukových podílů ze všech vozidel jedoucích na konkrétním j-tém úseku koleje. Jedná se o hlukové podíly:

— ze všech typů vozů (t),

— při jejich různých rychlostech (s),

— za zvláštních provozních podmínek (stálá rychlost) (c),

— z každého typu fyzického zdroje (valení, rázy, skřípění, trakce, zdroje aerodynamických a dalších účinků, jako je například hluk z mostu) (p).

Pro výpočet akustického výkonu směrového zdroje zvuku na metr (vstup do části umožňující šíření hluku) vznikajícího v důsledku průměrné skladby dopravního provozu na j-tém úseku koleje se použije:







(2.3.1)

kde

Tref = referenční časové období, pro které se počítá s daným průměrem dopravního provozu;

X = celkový počet existujících kombinací i, t, s, c a p pro každý j-tý úsek koleje;

t = index typů vozidel na j-tém úseku kolejí;

s = index rychlosti vlaků: počet indexů odpovídá počtu různých průměrných rychlostí vlaků na j-tém úseku koleje;

c = index provozních podmínek: 1 (pro konstantní rychlost), 2 (stání);

p = index typů fyzických zdrojů: 1 (pro hluk valení a rázový hluk), 2 (skřípění v zatáčkách), 3 (hluk trakce), 4 (aerodynamický hluk), 5 (další účinky);

LW′,eq,line,x = x-tý akustický výkon směrového zdroje zvuku na metr pro liniový zdroj jedné kombinace t, s, c, p na každém j-tém úseku kolejí.

Za předpokladu rovnoměrného toku Q vozidel za hodinu, která se pohybují průměrnou rychlostí v, bude v každém časovém okamžiku průměrný počet Q/v vozů na jednotku délky v daném traťovém úseku ekvivalentní. Emise hluku z toku vozidel chápané jako akustický výkon směrového zdroje zvuku na metr LW′,eq,line (vyjádřený v dB/m (re. 10– 12 W)) se integrují pomocí vzorce:







(pro c = 1) (2.3.2)

kde

— Q je průměrný počet vozidel projíždějících za hodinu na j-tém úseku koleje stanovený pro typ vozidla t , průměrnou rychlost vlaků s a provozní podmínku c ,

— v je jejich rychlost na j-tém úseku koleje stanovená pro typ vozidla t a průměrnou rychlost vlaků s ,

— LW,0,dir je akustický výkon směrového zdroje specifického druhu hluku (valení, rázy, skřípění, trakce, aerodynamické a další účinky) jednoho vozidla ve směrech ψ, φ definovaných ve vztahu ke směru pohybu vozidla (viz obrázek [2.3.b]).

V případě stacionárního zdroje, například během stání, se předpokládá, že vůz zůstane po celou dobu T idle na určitém místě úseku koleje o délce L. Je-li tedy Tref referenční časové období pro hodnocení hluku (např. 12 hodin, 4 hodiny, 8 hodin), je akustický výkon směrového zdroje zvuku na jednotku délky na tomto úseku kolejí definován jako:







(pro c = 2) (2.3.4)

Akustický výkon směrového zdroje zvuku pro každý konkrétní zdroj se obecně vypočítá takto:







LW,0,dir,i (ψ,φ) = LW,0,i + ΔLW,dir,vert,i + ΔLW,dir,hor,i (2.3.5)

kde

— ΔLW,dir,vert,i je svislá směrová korekce (bez rozměru), která je funkcí ψ (obrázek [2.3.b]),

— ΔLW,dir,hor,i je vodorovná směrová korekce (bez rozměru), která je funkcí φ (obrázek [2.3.b])

a kde LW,0,dir,i (ψ,φ) se po derivaci v třetinooktávových pásmech vyjádří v oktávových pásmech přidáním energie všech odpovídajících třetinooktávových pásem do odpovídajícího oktávového pásma.

Pro účely výpočtů se pak síla zdroje vyjádří konkrétně jako akustický výkon směrového zdroje zvuku na 1 m koleje LW′,tot,dir,i tak, aby byla formou dodatečných korekcí zohledněna směrovost zdrojů ve svislém i vodorovném směru.

Pro každou kombinaci podmínek vozidlo-kolej-rychlost-provoz je uvažováno několik LW,0,dir,i (ψ,φ)

— pro každé třetinooktávové pásmo ( i ),

— pro každý úsek kolejí ( j ),

— výška zdroje ( h ) (pro zdroje ve výšce 0,5 m h = 1, pro zdroje ve výšce 4,0 m h = 2),

— směrovost ( d ) zdroje.

Pro každou kombinaci podmínek vozidlo-kolej-rychlost-provoz, každý úsek koleje, pro výšky odpovídající h = 1 a h = 2 a směrovost je uvažován soubor LW,0,dir,i (ψ,φ).

Hluk valení

Hlukový podíl vozidla a hlukový podíl kolejí přispívající k hluku valení jsou rozděleny do čtyř základních faktorů: drsnost kol, drsnost kolejí, přenosová funkce vozidla na kola a nástavbu (skříně) a přenosová funkce kolejí. Drsnost kol a drsnost kolejí jsou příčinou vzniku chvění, k němuž dochází na styku kolejnice a kola. Přenosové funkce jsou dvě empirické nebo modelované funkce, které představují celý složitý jev mechanické vibrace a vytváření hluku na povrchu kola, kolejnice, pražce a železničního spodku. Oddělení těchto faktorů odráží fyzikální průkaznou skutečnost, že drsnost kolejnice může vyvolávat chvění kolejnice, zároveň však bude vyvolávat i chvění kola a naopak. Pokud by některých z těchto čtyř parametrů nebyl zohledněn, nebyla by možná oddělená klasifikace kolejí a vlaků.

Drsnost kol a drsnost kolejnic

Hluk valení vzniká hlavně následkem drsnosti kolejnic a kol a jeho vlnová délka se nachází v rozpětí od 5 do 500 mm.

Hladina drsnosti Lr je definována jako desetinásobek dekadického logaritmu čtverce střední kvadratické hodnoty r drsnosti provozního povrchu kolejnice nebo kola ve směru pohybu (podélná hladina), která se měří v μm na určitou délku kolejnice nebo celkový průměr kola vydělených čtvercem referenční hodnoty

:







dB (2.3.6)

kde

r 0 = 1 μm

r = kvadratický průměr rozdílu svislého posunu styčného povrchu oproti střední úrovni.

Hladina drsnosti Lr se vypočítá zpravidla jako spektrum vlnové délky λ a převede se na kmitočtové spektrum f = v/λ, kde f je střední kmitočet daného třetinooktávového pásma vyjádřený v Hz, λ je vlnová délka v m ►C1 a v je rychlost vlaku v m/s ◄ . Spektrum drsnosti se jako funkce kmitočtu při různých rychlostech posouvá podél kmitočtové osy. V obecných případech je po převedení na kmitočtové spektrum prostřednictvím rychlosti nutné vypočítat nové hodnoty spektra v třetinooktávovém pásmu, které se spočítají jako průměr mezi dvěma příslušnými třetinooktávovými pásmy v oblasti dané vlnové délky. Pro odhad kmitočtového spektra celkové skutečné drsnosti odpovídající příslušné rychlosti vlaku se vypočítá energetický a proporční průměr obou odpovídajících třetinooktávových pásem definovaných v oblasti dané vlnové délky.

Hladina drsnosti kolejnice (drsnost na straně kolejí) pro i-té pásmo vlnového čísla je definována jako Lr,TR,i .

Hladina drsnosti kola (drsnost na straně kola) pro i-té pásmo vlnového čísla je definována analogicky jako L r,VEH,i .

Hladina celkové a skutečné drsnosti pro pásmo vlnového čísla i (LR,tot,i ) je definována jako energetický součet hladiny drsnosti kolejnice a hladiny drsnosti kola s připočtením kontaktního filtru ►C1 A3(λ) ◄ , který zohledňuje filtrační účinek styčných ploch mezi kolejnicí a kolem a uvádí se v dB:







(2.3.7)

je-li vyjádřen jako funkce i-tého pásma vlnového čísla, jež odpovídá vlnové délce λ.

Kontaktní filtr se mění v závislosti na typu kolejnice a kola a v závislosti na zatížení.

V rámci této metody se použije celková skutečná drsnost pro j-tý traťový úsek a pro každý t-tý typ vozidla při jeho odpovídající rychlosti v.

Přenosová funkce vozidla, koleje a nástavby

Tři přenosové funkce LH,TR,i LH,VEH,i a LH,VEH,SUP,i , které nejsou závislé na rychlosti, jsou definovány takto: první pro každý j-tý úsek koleje a druhé dvě pro každý t-tý typ vozidla. Uvádějí do vztahu celkovou hladinu skutečné drsnosti s akustickým výkonem koleje, kol a nástavby.

Hlukový podíl nástavby se bere v úvahu pouze u nákladních vagonů, tedy pouze u vozidel typu „a“.

Podíl koleje a vozidla na hluku valení je tedy v úplnosti popsán těmito přenosovými funkcemi a celkovou hladinou skutečné drsnosti. Pokud vlak stojí, hluk valení se z výpočtu vyloučí.

V případě akustického výkonu jednotlivých vozidel se hluk valení vypočítá ve výšce nápravy, přičemž vstupní hodnotou výpočtu je celková hladina skutečné drsnosti LR,TOT,i jako funkce rychlosti vozidla v, přenosové funkce koleje, vozidla a nástavby LH,TR,i , LH,VEH,i a LH,VEH,SUP,i a celkový počet náprav Na :

pro h = 1:







LW,0,TR,i = LR,TOT,i + LH,TR,i + 10 × lg(Na ) dB (2.3.8) LW,0,VEH,i = LR,TOT,i + LH,VEH,i + 10 × lg(Na ) dB (2.3.9) LW,0,VEHSUP,i = LR,TOT,i + LH,VEHSUP,i + 10 × lg(Na ) dB (2.3.10)

kde Na je počet náprav na vozidlo představující t-tý typ vozidla.

Za účelem stanovení celkové skutečné drsnosti, a tedy i akustického výkonu vozidel se použije minimální rychlost 50 km/h (30 km/h pouze v případě tramvají a lehkého metra), která nemá vliv na výpočet toku projíždějících vozů. Vyrovná se tak možná chyba, k níž může dojít v důsledku zjednodušení definice hluku valení, definice hluku brzdění a definice rázového hluku při jízdě přes přejezdy a výhybky.

Rázový hluk (přechody, výhybky a křižovatky)

Rázový hluk může vznikat působením přechodů, výhybek a spojů kolejnic či výměn. Může mít velmi různou intenzitu a může být silnější než hluk valení. Rázový hluk se bere v úvahu u spojovaných kolejí. V případě rázového hluku vznikajícího jízdou přes výhybky, přechody a spoje v úsecích trati při rychlosti nižší než 50 km/h (30 km/h pouze v případě tramvají a lehkého metra), protože kvůli zohlednění většího množství účinků popsaných v kapitole o hluku valení se počítá s minimální rychlostí 50 km/h (30 km/h pouze v případě tramvají a lehkého metra), se nepoužívá modelování. Modelování rázového hluku se nepoužije ani při provozních podmínkách c = 2 (stání).

Rázový hluk je zahrnut ve faktoru hluku valení (energetickým) přidáním určité doplňující fiktivní hladiny rázové drsnosti k celkové hladině skutečné drsnosti na každém konkrétním j-tém úseku koleje, kde je přítomný. V tomto případě se místo LR,TOT,i použije nový LR,TOT + IMPACT,i , takže výsledný vzorec vypadá takto:







dB (2.3.11)

LR,IMPACT,i je spektrum v třetinooktávovém pásmu (jako funkce kmitočtu). Pro výpočet tohoto kmitočtového spektra platí, že spektrum je dáno jako funkce vlnové délky λ a převede se na požadované spektrum jako funkce kmitočtu podle rovnice λ = v/f, kde f je střední kmitočet třetinooktávového pásma vyjádřený v Hz ►C1 a v je rychlost s-tého vozidla t-tého typu vozidla vyjádřená v m/s ◄ .

Rázový hluk se bude měnit v závislosti na síle a počtu rázů připadajících na jednotku délky nebo v závislosti na hustotě spojů, takže v případě většího počtu rázů se hladina drsnosti rázů, která se použije ve výše uvedené rovnici, vypočítá takto:







dB (2.3.12)

kde LR,IMPACT–SINGLE,i je hladina drsnosti rázů platná pro jeden ráz a nl je hustota spojů.

Základní hladina drsnosti rázů se udává pro hustotu spojů nl = 0,01 m – 1, což znamená, že na každých 100 m kolejí připadá jeden spoj. Situace s jiným počtem spojů se aproximují na základě úpravy hustoty spojů nl . Je třeba upozornit, že při modelování uspořádání a segmentace koleje musí být zohledněna hustota spojů kolejnic, tzn. že v případě úseku koleje s větším množstvím spojů může být nutné použít samostatný zdrojový segment. Hlukový podíl LW,0 koleje, kola/podvozku a nástavby se před spojem kolejnice a za ním zvýší pomocí LR,IMPACT,i na +/– 50 m. Je-li spojů několik za sebou, toto zvýšení se prodlouží: od – 50 m před prvním spojem do + 50 m za posledním spojem.

Použitelnost těchto spekter akustického výkonu se za normálních okolností ověřuje na místě.

Pro spojované koleje se jako základní hodnota použije nl = 0,01.

Skřípění

Skřípění v zatáčkách představuje zvláštní zdroj, který přichází v úvahu pouze v zatáčkách, a je tedy místně omezený. Vzhledem k tomu, že se může jednat o zdroj významný, je nutno podat jeho řádný popis. Skřípění v zatáčkách obvykle závisí na zakřivení, třecích podmínkách, rychlosti vlaku a geometrii a dynamice vztahu koleje a kol. Požadovaná hladina emisí se určuje pro zatáčky, jejichž poloměr je menší nebo roven 500 m, a pro ostřejší zatáčky a rozvětvení výměn, jejichž úhel je menší než 300 m. Hlukové emise by měly být specifické pro každý typ kolejových vozidel, protože určitý typ kol nebo podvozků může být náchylný ke skřípění výrazně méně než jiný.

Použitelnost těchto spekter akustického výkonu se za normálních okolností ověřuje na místě, zvláště v případě tramvají.

Hluk způsobený skřípěním se jednoduše řečeno zohlední tak, že se do spektra akustického výkonu hluku valení přidá u všech kmitočtů 8 dB pro R < 300 m a 5 dB pro 300 m < R < 500 m. Podíl hluku způsobeného skřípěním se použije pro úseky koleje, jejichž poloměr se nejméně na 50 m délky kolejí nachází ve výše uvedeném rozmezí.

Hluk trakce

Obecně je sice hluk trakce specifický pro každou z charakteristických provozních podmínek, jakými je konstantní rychlost, zpomalení, zrychlení a stání, při modelování se nicméně berou v úvahu pouze dvě tyto podmínky, a sice konstantní rychlost (která platí i při zpomalování či zrychlování vlaku) a stání. Síla modelovaného zdroje odpovídá pouze maximálním zátěžovým podmínkám, což vede k hodnotám LW,0,const,i = LW,0,idling,i . Také LW,0,idling,i odpovídá hlukovému podílu všech fyzických zdrojů daného vozidla, které lze lokalizovat do určité výšky v souladu s popisem uvedeným v bodě 2.3.1.

LW,0,idling,i se vyjádří jako statický zdroj hluku v klidové poloze pro dobu trvání této klidové polohy, který se při modelování použije jako stálý bodový zdroj v souladu s popisem uvedeným v následující kapitole o hluku z průmyslové činnosti. V úvahu se bere pouze tehdy, když vlaky stojí více než 0,5 hodiny.

Tyto hodnoty lze získat jednak na základě měření všech zdrojů při jednotlivých provozních podmínkách, nebo je možné dílčí zdroje charakterizovat individuálně, přičemž se určí závislost jejich parametrů a poměrná síla. Docílit toho lze prostřednictvím měření na stacionárním voze za různých převodových rychlostí trakčního zařízení podle normy ISO 3095:2005. V příslušných případech je nutno charakterizovat více zdrojů hluku trakce, které nemusí být všechny závislé na rychlosti vlaku:

— hluk hnacího stroje, například dieselového motoru (včetně sání, výfuku a bloku motoru), převodovky, generátorů elektřiny, kde záleží hlavně na počtu otáček za minutu (ot/min), a elektrických zdrojů, jako jsou konvertory, které mohou většinou záviset na zatížení,

— hluk z větráků a chladicích systémů, závislý na rychlosti otáčení větráku (ot/min); v některých případech mohou být větráky zabudovány přímo do hnacího ústrojí,

— kolísavé zdroje, jako jsou kompresory, ventily a další součásti, které mají charakteristickou provozní dobu, čemuž odpovídá korekce služebního cyklu zohledňovaná v emisích hluku.

Vzhledem k tomu, že tyto zdroje se za různých provozních podmínek chovají různě, je v souladu s tím nutné specifikovat i hluk trakce. Síla zdroje se zjistí na základě měření, které se provádí za kontrolovaných podmínek. Obecně platí, že lokomotivy budou vykazovat větší proměnlivost zatížení, protože počet vozů, které táhnou, a tím i výdaje energie, budou velmi různé, zatímco stálé vlakové soupravy, jako jsou elektrické jednotky (EMU), motorové jednotky (DMU) a vysokorychlostní vlaky, mají zatížení lépe definované.

Neexistuje žádná předem stanovená vazba mezi zdrojem akustického výkonu a výškovým umístěním zdroje. Stanovení této vazby závisí na konkrétním posuzovaném hluku a vozidle. Modeluje se jako zdroj A (h = 1) nebo jako zdroj B (h = 2).

Aerodynamický hluk

Aerodynamický hluk je významný pouze při vysokých rychlostech nad 200 km/h, a mělo by proto být nejprve ověřeno, zda je pro účely aplikace skutečně nezbytný. Je-li známa drsnost hluku valení a přenosové funkce, je možné provést extrapolaci na vyšší rychlosti, přičemž lze provést srovnání s již existujícími údaji o vysokých rychlostech a zjistit, zda se hluková hladina vlivem aerodynamického hluku zvýší. Jezdí-li vlaky v rámci určité sítě rychlostí vyšší než 200 km/h, ale s omezením do 250 km/h, může se v některých případech stát, že aerodynamický hluk nebude nutné zohledňovat. Záleží přitom na konstrukci vozidla.

Hlukový podíl aerodynamického hluku se udává jako funkce rychlosti:







dB pro h = 1 (2.3.13) dB pro h = 2 (2.3.14)

kde

v 0 je rychlost, při níž aerodynamický hluk převažuje a jejíž hodnota je pevně stanovená na 300 km/h,

LW,0,1,i je referenční akustický výkon určený ze dvou nebo více bodů měření, který se stanoví pro zdroje umístěné ve známé zdrojové výšce, například první podvozek,

LW,0,2,i je referenční akustický výkon určený ze dvou nebo více bodů měření, který se stanoví pro zdroje umístěné ve známé zdrojové výšce, například výšky výklenku sběrače,

α1,i je koeficient určený ze dvou nebo více bodů měření, který se stanoví pro zdroje umístěné ve známé zdrojové výšce, například první podvozek,

α2,i je koeficient určený ze dvou nebo více bodů měření, který se stanoví pro zdroje umístěné ve známé zdrojové výšce, například výšky výklenku sběrače,.

Směrovost zdroje

Vodorovná směrovost ΔLW,dir,hor,i vyjádřená v dB se udává ve vodorovné rovině, přičemž lze vycházet ze základního předpokladu, že je to dipól pro účinky valení, rázů (spoje kolejnic atd.), skřípění, brzdění, větrání a aerodynamické účinky stanovený pro každé i-té kmitočtové pásmo pomocí tohoto vzorce:







ΔLW,dir,hor,i = 10 × lg(0,01 + 0,99 · sin2 φ) (2.3.15)

Svislá směrovost ΔLW,dir,ver,i vyjádřená v dB se udává ve svislé rovině pro zdroj A (h = 1) jako funkce kmitočtu středního pásma fc,i každého i-tého kmitočtového pásma a pro – π/2 < ψ < π/2 pomocí vzorce:







(2.3.16)

Pro aerodynamický účinek zdroje B (h = 2):







ΔLW,dir,ver,i = 10 × lg(cos2 ψ) pro hodnotu ψ < 0 (2.3.17)

ΔLdir,ver,i = 0 jinde.

Při stanovení směrovosti ΔLdir,ver,i zdroje B (h = 2) se jiné účinky nezohledňují, protože u zdrojů, které se nacházejí v tomto umístění, se předpokládá všesměrovost.

2.3.3. Další účinky

Korekce vyzařování hluku konstrukcemi (mosty a viadukty)

V případě, kdy daný úsek koleje leží na mostě, je nutno zohlednit další hluk způsobovaný chvěním mostu v důsledku přítomnosti vlaku. Jelikož modelování hlukových emisí z mostů jako dalšího zdroje není vzhledem k tvarové složitosti mostů snadné, zohlední se zvýšením hluku valení. Toto zvýšení se modeluje výhradně tak, že se akustický výkon hluku zvýší v každém třetinooktávovém pásmu o pevně stanovenou hodnotu. Akustický výkon samotného hluku valení se po provedení této korekce upraví a namísto hodnoty LW,0,rolling-only,i se použije nová hodnota LW,0,rolling–and–bridge,i :







LW,0,rolling–and–bridge,i = LW,0,rolling–only,i + Cbridge dB (2.3.18)

kde Cbridge je konstanta, která se mění v závislosti na typu mostu, a LW,0,rolling–only,i je akustický výkon hluku valení vznikajícího na daném mostě, který se mění pouze v závislosti na vlastnostech vozidla a koleje.

Korekce zohledňující jiné zdroje hluku z železniční dopravy

S železniční dopravou může být spojen hluk pocházející i z různých jiných zdrojů, které se na železnici nacházejí, jako jsou depa, nakládací a vykládací prostory, zvony, stanice, nádražní rozhlas apod. Tyto zdroje je třeba chápat jako zdroje průmyslového hluku (nepohyblivé zdroje hluku), které se v příslušných případech modelují v souladu s postupem uvedeným v následující kapitole o hluku z průmyslové činnosti.

2.4. Hluk z průmyslové činnosti

2.4.1. Popis zdroje

Klasifikace typů zdrojů (bodové, liniové, plošné)

Průmyslové zdroje mohou mít velmi různé rozměry. Může se jednat o rozsáhlé továrny i o malé koncentrované zdroje, jako jsou drobné nástroje nebo tovární stroje v provozním stavu. Pro konkrétní zdroj, který je předmětem hodnocení, je proto nutné použít vhodnou techniku modelování. V závislosti na rozměrech a způsobu, jakým více jednotlivých zdrojů patřících k témuž průmyslovému areálu přesahuje jeho plochu, lze tyto zdroje modelovat jako zdroje bodové, zdroje liniové nebo zdroje plošné. V praxi jsou východiskem výpočtů účinku hluku vždy zdroje bodové, několik bodových zdrojů lze nicméně použít tak, aby představovaly reálný komplexní zdroj, který se vesměs táhne podél určité linie nebo zaujímá určitou plochu.

Počet a umístění ekvivalentních zvukových zdrojů

Reálné zvukové zdroje se modelují prostřednictví ekvivalentních zvukových zdrojů reprezentovaných jedním nebo více bodovými zdroji, tak aby celkový akustický výkon reálného zvukového zdroje odpovídal úhrnu dílčích akustických výkonů náležejících jednotlivým bodovým zdrojům.

Při stanovení počtu použitých bodových zdrojů se uplatní tato obecná pravidla:

— Liniové nebo plošné zdroje, jejichž největší rozměr je menší než 1/2 vzdálenosti mezi zdrojem a bodem příjmu, mohou být modelovány jako samostatné bodové zdroje.

— Zdroje, jejichž největší rozměr je větší než 1/2 vzdálenosti mezi zdrojem a bodem příjmu, by měly být modelovány jako soubor nekoherentních lineárně seřazených bodových zdrojů nebo jako soubor nekoherentních bodových zdrojů na určité ploše, tak aby pro každý z těchto zdrojů byla splněna zmíněná podmínka poloviční vzdálenosti. Rozložení bodových zdrojů na určité ploše může zahrnovat i vertikální rozložení těchto zdrojů.

— V případě zdrojů, jejichž největší výškové rozměry jsou větší než 2 m nebo jsou u země, by měla být věnována zvláštní pozornost výšce zdroje. Zdvojnásobení počtu zdrojů a jejich pouhé přemístění na ose z nemusí u takového zdroje ještě vést k výrazně lepšímu výsledku.

— Zdvojnásobení počtu zdrojů v rámci zdrojové plochy (ve všech rozměrech) nemusí u žádného zdroje vést k výrazně lepšímu výsledku.

Vzhledem k vysokému počtu konfigurací, které mohou v rámci určitého průmyslového areálu nastat, nemůže být poloha ekvivalentních zdrojů zvuku neměnná. Za normálních okolností se použijí osvědčené postupy.

Emise akustického výkonu

Úplný soubor vstupních údajů potřebných k výpočtům šíření zvuku za pomoci metod mapování hluku obsahuje tyto informace:

— emitované spektrum hladiny akustického výkonu v oktávových pásmech,

— provozní dobu (den, večer, noc na základě ročního průměru),

— umístění (souřadnice x, y) a výška (z) zdroje hluku,

— typ zdroje (bodový, liniový, plošný),

— rozměry a orientaci,

— provozní podmínky zdroje,

— směrovost zdroje.

Akustický výkon bodového, liniového a plošného zdroje musí být definován následujícím způsobem:

— v případě bodového zdroje akustický výkon LW a směrovost jako funkce tří ortogonálních souřadnic (x, y, z),

— Mohou být definovány dva typy liniových zdrojů:

— liniové zdroje představující dopravníkové pásy, potrubí atd., akustický výkon na metr délky LW′ a směrovost jako funkce dvou ortogonálních souřadnic ve vztahu k ose liniového zdroje,

— liniové zdroje představující pohybující se vozidla, z nichž každý vykazuje akustický výkon LW a směrovost jako funkci dvou ortogonálních souřadnic ve vztahu k ose liniového zdroje a akustický výkon na metr LW′ odvozený na základě rychlosti a počtu vozidel projíždějících v průběhu dne, večera a noci podél této linie. Korekce zohledňující provozní dobu CW , která se připočítá k akustickému výkonu zdroje, aby bylo možné definovat opravený akustický výkon, který se použije pro výpočty vztahující se na jednotlivá časová období, se vyjádří v dB a vypočítá následujícím způsobem: —



(2.4.1) — kde: — V rychlost vozidla v [km/h]; n počet projíždějících vozidel za určité období [-]; l celková délka zdroje [m];

— u plošného zdroje akustický výkon na čtverečný metr LW/m2 , který nemá žádnou směrovost (může být horizontální nebo vertikální).

Provozní doba představuje podstatný vstup pro výpočet hladin hluku. Provozní doba se udává pro den, večer a noc, a dochází-li k šíření za využití různých meteorologických tříd definovaných během každého denního, nočního i večerního období, provede se jemnější členění provozní doby na dílčí fáze odpovídající členění meteorologických tříd. Tyto informace vycházejí z ročního průměru.

Korekce zohledňující provozní dobu CW , která se připočítá k akustickému výkonu zdroje, aby bylo možné definovat opravený akustický výkon, který se použije pro výpočty vztahující se na jednotlivá časová období, se vyjádří v dB a vypočítá následujícím způsobem:







(2.4.2)

kde

T je v hodinách uváděná doba aktivity zdroje za určité období na základě průměrné roční situace;

T ref je referenční doba uvedená v hodinách (např. den je 12 hodin, večer 4 hodiny, noc 8 hodin).

V případě dominantnějších zdrojů se korekce zohledňující provozní dobu na základě ročního průměru odhadne v minimálním rozmezí 0,5 dB, tak aby bylo dosaženo přijatelné přesnosti (je ekvivalentní méně než 10 % nejistotě v definici doby aktivity zdroje).

Směrovost zdroje

Směrovost zdroje úzce souvisí s polohou ekvivalentního zdroje zvuku v blízkosti okolních povrchů. Metoda výpočtu šíření hluku zohledňuje odraz zvuku od okolního povrchu i jeho schopnost zvuk pohlcovat, a je proto nezbytné, aby umístění okolních povrchů bylo pečlivě zohledněno. Obecně bude vždy nutné rozlišovat tyto dva případy:

— akustický výkon zdroje a směrovost jsou určeny a dány ve vztahu k určitému reálnému zdroji, který se nachází ve volném poli (vyjma účinků terénu). To je ve shodě s definicemi, které se týkají šíření hluku, za předpokladu, že v okolí se ve vzdálenosti do 0,01 m od zdroje nenachází žádný okolní povrch a že povrchy vzdálené 0,01 m nebo více jsou zahrnuty do výpočtu šíření,

— akustický výkon zdroje a směrovost jsou určeny a dány ve vztahu k určitému reálnému zdroji, který se nachází na specifickém místě, což znamená, že akustický výkon a směrovost zdroje jsou ve skutečnosti „ekvivalentní“, protože zahrnují modelování účinku okolních povrchů. To je ve smyslu definicí týkajících se šíření hluku definováno ve „volném poli nad odrazivou rovinou“. V tomto případě se model okolních povrchů z výpočtu šíření hluku vyloučí.

Směrovost se ve výpočtu vyjádří jako faktor ΔLW,dir,xyz (x, y, z), který se připočítá k akustickému výkonu. Tímto způsobem se zjistí správný akustický výkon směrového referenčního zdroje zvuku z hlediska šíření zvuku v daném směru. Tento faktor lze udat jako funkci směrového vektoru definovaného souřadnicemi (x, y, z) pomocí

. Tato směrovost může být vyjádřena také pomocí jiných souřadnicových soustav, jako jsou například úhlové souřadnicové soustavy.

2.5. Výpočet šíření hluku ze silničních, železničních a průmyslových zdrojů

2.5.1. Rozsah a použitelnost metody

V tomto dokumentu je specifikována metoda výpočtu slábnutí hluku v průběhu jeho šíření venkovním prostředím. Tato metoda díky znalosti vlastností zdroje umožňuje předpovídat ekvivalentní kontinuální hladinu akustického tlaku v bodě příjmu odpovídající dvěma zvláštním typům atmosférických podmínek:

— podmínky šíření zvuku lomeného směrem dolů (kladný vertikální gradient skutečné rychlosti zvuku) ze zdroje k bodu příjmu,

— homogenní atmosférické podmínky (nulový vertikální gradient skutečné rychlosti zvuku) v celé oblasti šíření.

Metoda výpočtu, která je popsána v tomto dokumentu, se vztahuje na průmyslové infrastruktury a infrastruktury pozemní dopravy. Platí proto zejména pro silniční a železniční infrastruktury. Letecká doprava je do působnosti této metody zahrnuta pouze jako zdroj hluku vznikajícího během pozemních činností; vyloučeny jsou z ní naopak vzlety a přistání.

Průmyslové infrastruktury, které emitují impulzní či silné zvuky s tónovými složkami ve smyslu normy ISO 1996-2:2007, do působnosti této metody nespadají.

Metoda výpočtu neumožňuje stanovit výsledky v případě šíření hluku s horním zlomem (záporný vertikální gradient skutečné rychlosti zvuku), ale tyto podmínky jsou aproximovány homogenními podmínkami při výpočtu Lden.

Pro účely výpočtu útlumu hluku v důsledku pohlcování zvuku ve vzduchu se v případě dopravní infrastruktury teplota a vlhkost vypočítá podle normy ISO 9613-1:1996.

Výsledky jsou v rámci této metody udávány v oktávových pásmech, v rozmezí od 63 Hz do 8 000 Hz. Výpočty se provádějí zvlášť pro každý střední kmitočet.

Částečná zakrytí a sklony překážek, které jsou při modelování vůči svislé ose více než 15 %, tato metoda výpočtu nezahrnuje.

Jednoduchá clona se počítá na základě výpočtu jednoduchého ohybu zvuku a dvě a více clon na jedné dráze se chápe jako řada jednoduchých ohybů zvuku, na něž se uplatní níže popsaný postup.

2.5.2. Použité definice

Veškeré vzdálenosti, výšky, rozměry a nadmořské výšky používané v tomto dokumentu se uvádějí v metrech (m).

Značka MN označuje vzdálenost mezi bodem M a N ve třech rozměrech (3D), měřená na přímce, která tyto body spojuje.

Značka ^MN označuje délku křivky mezi bodem M a N za předpokladu příznivých podmínek.

Reálné výšky mohou být podle vlastního uvážení svisle měřeny ve směru kolmém k vodorovné rovině. Výšky bodů nad místní úrovní základny se označují jako h, absolutní výšky bodů a absolutní výška základny se označují písmenem H.

Kvůli zohlednění skutečného reliéfu terénu trasy šíření hluku se zavádí pojem „ekvivalentní výška“, která se označuje písmenem z. V rovnicích, které se týkají účinku povrchu země, nahrazuje reálné výšky.

Hladiny zvuků, označované velkým písmenem L, se vyjadřují v decibelech (dB) na kmitočtové pásmo, je-li vynechán index A. Hladiny zvuků uváděné v decibelech dB(A) mají index A.

Součet jednotlivých hladin zvuků, který je dán vzájemnou nekoherentností zdrojů, se označuje značkou v souladu s touto definicí:







(2.5.1)

2.5.3. Geometrické úvahy

Segmentace zdroje

Reálné zdroje jsou popsány jako soubor bodových zdrojů nebo – v případě železniční dopravy a silniční dopravy – jako soubor nekoherentních liniových zdrojů. Metoda šíření hluku vychází z předpokladu, že liniové nebo plošné zdroje jsou rozděleny a reprezentovány řadou ekvivalentních bodových zdrojů. K tomu může dojít v rámci předběžného zpracování výchozích údajů nebo je to možné provést za pomoci trasovací součásti výpočetní aplikace. Způsob, jakým toho bylo docíleno, není předmětem této metodiky.

Dráhy šíření

Tato metoda se opírá o geometrický model tvořený určitým souborem spojených povrchů terénu a překážek. Dráha svislého šíření je promítnuta na jednu nebo více svislých rovin ve vztahu k horizontální rovině. V případě trajektorií zahrnujících odrazy na svislých površích, které nejsou v pravém úhlu k rovině dopadu, se následně použije další svislá rovina, jež zahrnuje odraženou část dráhy šíření. V těchto případech, kdy je k popisu celé trajektorie od zdroje k bodu příjmu použito více svislých rovin, se svislé roviny poté redukují na plochu, podobně jako při rozvíjení čínského paravánu.

Výšky výrazně přečnívající nad úroveň terénu

Ekvivalentní výšky se počítají od střední oblasti mezi zdrojem a bodem příjmu. Skutečný terén je tak nahrazen pomyslnou rovinou, která představuje střední profil terénu.

1 : Skutečný reliéf

2 : Střední rovina

Ekvivalentní výška bodu je jeho pravoúhlá výška vůči střední oblasti. Lze tudíž definovat ekvivalentní výšku zdroje zs a ekvivalentní výšku bodu příjmu zr. Vzdálenost mezi zdrojem a bodem příjmu promítnutá na střední oblasti se označuje jako d p.

Má-li ekvivalentní výška určitého bodu zápornou hodnotu, tzn. že tento bod se nachází pod střední oblastí, zůstává jeho výška nulová a ekvivalentní bod je pak totožný se svým možným obrazem.

Výpočet střední roviny

Topografii v rovině dráhy (včetně terénu, náspů, hrází a jiných umělých překážek, budov …) lze popsat jako uspořádanou soustavu oddělených bodů (xk, Hk ); k є {1,…,n}. Tato soustava bodů vymezuje složenou linii či jinak řečeno řadu přímých úseků Hk = akx+bk , x є [xk , xk + 1]; k є {1,…n}, kde:







ak = (Hk + 1 – Hk )/(xk + 1 – xk ) (2.5.2) bk = (Hk · xk + 1 – Hk + 1 · xk )/(xk + 1 – xk )

Střední rovina je reprezentována přímkou Z = ax+b; x є [x 1, xn ], která je přizpůsobena složené linii za použití aproximace k nejmenšímu čtverci. Rovnici střední linie lze vyvodit analyticky,

kdy použijeme:







(2.5.3)

Koeficienty přímky se vypočítají takto:







(2.5.4)

přičemž na úseky xk + 1 = xk se při evaluaci rovnice 2.5.3 nebere zřetel.

Odrazy od vnějších stěn budov a dalších vertikálních překážek

Hlukové podíly odrazů se zohledňují zavedením zrcadlových zdrojů, které jsou popsány níže.

2.5.4. Model šíření zvuku

Pro bod příjmu R má postup výpočtů následující kroky:

1) na každé dráze šíření:

— výpočet útlumu za příznivých podmínek,

— výpočet útlumu za homogenních podmínek,

— výpočet dlouhodobé hladiny akustického tlaku pro jednotlivé dráhy;

2) akumulace dlouhodobých hladin akustického tlaku na všech drahách ovlivňujících určitý bod příjmu a tedy umožňující vypočítat v bodě příjmu celkovou hladinu akustického tlaku.

Je třeba poznamenat, že meteorologické podmínky mají vliv pouze na útlumy dané účinkem povrchu země (Aground ) a ohybem zvuku (Adif ).

2.5.5. Postup výpočtu

Pro bodový zdroj S akustického výkonu směrového zdroje zvuku Lw,0,dir a pro dané kmitočtové pásmo se ekvivalentní hladina kontinuálního akustického tlaku v bodě příjmu R za daných atmosférických podmínek vypočítá za pomoci níže uvedených rovnic.

Hladina zvuku za příznivých podmínek (LF) na určité dráze (S,R)







LF = LW,0,dir – AF (2.5.5)

Termín AF představuje celkový útlum zvuku na dráze jeho šíření za příznivých podmínek a má tyto složky:







LF = Adiv + Aatm + Aboundary,F (2.5.6)

kde

Adiv je útlum zvuku způsobený sférickou divergencí;

Aatm je útlum zvuku způsobený pohlcováním zvuku ve vzduchu;

Aboundary,F je útlum zvuku daný hranicí media šíření za příznivých podmínek. Může obsahovat tyto složky: Aground,F , což je útlum zvuku daný terénem za příznivých podmínek; Adif,F , což je útlum zvuku daný jeho ohybem za příznivých podmínek.

Pro danou dráhu a pro dané kmitočtové pásmo připadají v úvahu dva možné scénáře:

— buď se hodnota Aground,F vypočítá bez ohybu zvuku (Adif,F = 0 dB) a Aboundary,F = Aground,F ;

— anebo se vypočítá Adif,F . Účinek povrchu země je zohledněn již přímo v rovnici Adif,F (Aground,F = 0 dB). Ve výsledku pak platí, že Aboundary,F = Adif,F .

Hladina akustického tlaku za homogenních podmínek (LH) na určité dráze (S,R)

Postup se zcela shoduje s případem příznivých podmínek, který je popsán v předchozím oddíle.







LH = LW,0,dir – AH (2.5.7)

Termín AH představuje celkový útlum zvuku na dráze jeho šíření za homogenních podmínek a má tyto složky:







AH = Adiv + Aatm + Aboundary,H (2.5.8)

kde

Adiv je útlum zvuku způsobený sférickou divergencí;

Αatm je útlum zvuku způsobený pohlcováním zvuku ve vzduchu;

Aboundary,H je útlum zvuku daný hranicí media šíření za homogenních podmínek. Může obsahovat tyto složky: Αground,H , což je útlum zvuku daný terénem za homogenních podmínek; Adif,H , což je útlum zvuku daný jeho ohybem za homogenních podmínek.

Pro danou dráhu a pro dané kmitočtové pásmo připadají v úvahu dva možné scénáře:

— buď se hodnota Αground,H (Adif,H = 0 dB) vypočítá bez ohybu zvuku a Aboundary,H = Αground,H ;

— anebo se vypočítá Adif,H (Αground,H = 0 dB). Účinek povrchu země je zohledněn již přímo v rovnici Adif,H . Ve výsledku pak platí, že Aboundary,H = Adif,H .

Statistický přístup uplatňovaný uvnitř městských oblastí pro dráhu (S,R)

Uvnitř městských oblastí je povoleno uplatňovat při výpočtu šíření zvuku za první řadu budov také statistický přístup. Uplatněná statistická metoda musí být ovšem řádně zdokumentována a musí být k dispozici příslušné informace o kvalitě této metody. Aproximací celkového útlumu zvuku na přímé dráze a všech odrazů může tato metoda nahradit výpočet hodnot Aboundary,H a Aboundary,F. Výpočet bude vycházet z průměrné hustoty zástavby a průměrné výšky všech budov v dané oblasti.

Dlouhodobá hladina zvuku pro dráhu (S,R)

„Dlouhodobá“ hladina zvuku šířícího se po určité dráze začínající v daném bodovém zdroji se zjistí jako logaritmický součet vážené akustické energie za homogenních podmínek a akustické energie za příznivých podmínek.

Tyto hladiny zvuku jsou váženy středním výskytem p příznivých podmínek ve směru dráhy (S,R):







(2.5.9)

Upozornění: Hodnoty výskytu parametru p se vyjadřují v procentech. Pokud je tedy hodnota výskytu 82 %, bude v rovnici (2.5.9) proměnná p = 0,82.

Dlouhodobá hladina akustického tlaku v bodě R pro všechny dráhy

Celková dlouhodobá hladina akustického tlaku v bodě příjmu pro určité kmitočtové pásmo se vypočítá energetickým součtem podílů zvuku všech typů přicházejícího po všech drahách N:







(2.5.10)

kde

n je index drah mezi S a R.

Postup zohledňování odrazů zvuku prostřednictvím zrcadlových zdrojů je popsán níže. Procento výskytů příznivých podmínek v případě dráhy odražené od vertikální překážky se považuje za shodné s výskytem na přímé dráze.

Je-li S′ zrcadlovým zdrojem S, pak platí, že výskyt p′ na dráze (S′,R) je roven výskytu p na dráze (Si ,R).

Dlouhodobá hladina zvuku v bodě R v decibelech A (dBA)

Celková hladina zvuku v decibelech A (dBA) se vypočítá jako součet hladin ve všech jednotlivých kmitočtových pásmech:







(2.5.11)

kde i je index kmitočtového pásma. AWC je korekce vážení filtrem A podle mezinárodní normy IEC 61672-1:2003.

Tato hladina LAeq,LT představuje konečný výsledek, tj. dlouhodobou hladinu akustického tlaku A v bodě příjmu za určitý referenční časový interval (např. den, večer nebo noc či určitý kratší časový úsek dne, večera nebo noci).

2.5.6. Výpočet šíření hluku ze silničních, železničních a průmyslových zdrojů

Sférická divergence

Útlum zvuku způsobený sférickou divergencí Adiv odpovídá snížení hladiny akustického tlaku vlivem vzdálenosti jeho šíření. Pro bodový zdroj zvuku ve volném poli je útlum zvuku vyjádřený v dB určen tímto vztahem:







Adiv = 20 × lg(d) + 11 (2.5.12)

kde d je přímá trojrozměrná šikmá vzdálenost mezi zdrojem a bodem příjmu.

Pohlcování zvuku ve vzduchu

Útlum zvuku způsobený pohlcováním zvuku ve vzduchu A atm během jeho šíření do určité vzdálenosti d a vyjádřený v dB je dán touto rovnicí:







Aatm = αatm · d/1 000 (2.5.13)

kde

d je přímá trojrozměrná šikmá vzdálenost mezi zdrojem a bodem příjmu udávaná v m;

αatm je koeficient atmosférického útlumu vyjádřený v dB/km při jmenovitém středním kmitočtu pro všechna jednotlivá kmitočtová pásma v souladu s normou ISO 9613-1.

Hodnoty koeficientu αatm se udávají pro teplotu 15 °C, 70 % relativní vlhkost a atmosférický tlak 101 325 Pa. Při jejich výpočtu se použijí přesné středové kmitočty daného kmitočtového pásma. Tyto hodnoty jsou v souladu s normou ISO 9613-1. Jsou-li dostupné meteorologické údaje, použije se dlouhodobý meteorologický průměr.

Účinek povrchu země

Útlum zvuku způsobený účinkem povrchu země je hlavně důsledkem interferencí mezi odraženým zvukem a zvukem, který se šíří k bodu příjmu přímo ze zdroje. Fyzikálně souvisí se zvukovou pohltivostí terénu, nad jehož povrchem se zvuková vlna šíří. Zároveň je však také do značné míry závislý na atmosférických podmínkách v době šíření zvuku, protože s ohybem paprsků se mění výška dráhy nad povrchem a spolu s tím i význam účinku povrchu země a terénu v blízkosti zdroje.

V případě, že na šíření zvuku mezi zdrojem a bodem příjmu má vliv jakákoli překážka nacházející se v rovině šíření, účinek povrchu země se vypočítá zvlášť pro stranu zdroje a stranu bodu příjmu. V takovém případě označují zs a zr ekvivalentní polohu zdroje a/nebo bodu příjmu, jak je uvedeno níže, kde je vyložen postup výpočtu ohybu zvuku Adif .

Akustické vlastnosti terénu

Schopnost terénu pohlcovat zvuk souvisí hlavně s jeho pórovitostí. Nepropustné podloží je obecně reflexivní, pórovité je absorpční.

Co se týče požadavků na provozní výpočty, zvuková pohltivost terénu je reprezentována bezrozměrným koeficientem G, který nabývá hodnot mezi 0 a 1. Koeficient G je nezávislý na kmitočtu. V tabulce 2.5 jsou uvedeny hodnoty koeficientu G pro různé typy venkovního terénu. Obecně platí, že průměr koeficientu G nad určitou dráhou nabývá hodnot mezi 0 a 1.







Tabulka 2.5.a Hodnoty koeficientu G pro různé typy terénu Popis Typ (kPa·s/m2) Hodnota G Velmi měkký (sníh nebo mechovitá půda) A 12,5 1 Měkká lesní půda (nízký hustý vřesovitý porost nebo hustý mech) B 31,5 1 Nekompaktní, prostupný podklad (drny, trávník, nesoudržná půda) C 80 1 Normální nekompaktní půda (lesní půdy, pastviny) D 200 1 Ztvrdlá půda a štěrkopísek (pěstěné trávníky, parky) E 500 0,7 Ztvrdlá zhuštěná půda (štěrková cesta, parkoviště) F 2 000 0,3 Tvrdé povrchy (nejobvyklejší asfalt, beton) G 20 000 0 Velmi tvrdé zhuštěné povrchy (hustý asfalt, beton, voda) H 200 000 0

Gpath je definován jako podíl absorbujícího podloží po celé dotčené dráze.

Jsou-li zdroj a bod příjmu blízko sebe, takže dp ≤ 30(zs + zr ), je rozdíl mezi typem podloží, které se nachází v blízkosti zdroje, a typem podloží, které se nachází v blízkosti bodu příjmu, zanedbatelný. ►C1 S ohledem na tuto okolnost se pak následujícím způsobem provede závěrečná korekce indexu povrchu země Gpath :







G′ path = jestliže dp ≤ 30(zs + zr ) (2.5.14) Gpath jinak ◄

kde Gs je indexem povrchu země v oblasti zdroje. Pro vozovková podloží ( 3 ) a koleje s pevnou jízdní dráhou Gs = 0. Pro železniční koleje uložené do štěrkového podloží Gs = 1. V případě průmyslových zdrojů a továren neexistuje žádná obecně platná odpověď.

G může souviset s měrným odporem proti proudění vzduchu.

▼C1

▼M2

V následujících dvou pododdílech, v nichž jsou vyloženy výpočty pro homogenní a příznivé podmínky, se zavádějí obecná označení G w a G m pro zvukovou pohltivost terénu. Tabulka 2.5.b znázorňuje vztah mezi těmito označeními a proměnnými Gpath a G′path .







Tabulka 2.5.b Vztah mezi Gw a Gm a proměnnými (Gpath, G′path) Homogenní podmínky Příznivé podmínky Aground Δground(S,O) Δground(O,R) Aground Δground(S,O) Δground(O,R) Gw G′path Gpath Gm G′path Gpath G′path Gpath

Výpočty pro homogenní podmínky

Útlum zvuku způsobený účinkem povrchu země za homogenních podmínek se vypočítá podle následujících rovnic:

jestliže Gpath ≠ 0







(2.5.15)

kde

fm je jmenovitá střední kmitočet posuzovaného kmitočtového pásma v Hz, c je rychlost zvuku ve vzduchu, považovaná za rovnu 340 m/s, a Cf je definován jako:







(2.5.16)

kde hodnoty w jsou určeny touto rovnicí:







(2.5.17)

Gw může být rovno Gpath nebo G′ path , přičemž závisí na tom, zda se při výpočtu účinku povrchu země zohlední nebo nezohlední ohyb zvuku, a odpovídá charakteru podloží, na němž se nachází zdroj (reálný zdroj nebo lomený). Bližší specifikace je uvedena v následujících pododdílech, souhrn pak v tabulce 2.5.b.







(2.5.18)

je spodní hranice Aground,H .

Pro dráhu (S i,R) v homogenních podmínkách bez ohybu zvuku:

Gw = G′path

Gm = G′path

Pokud jde o zohlednění ohybu zvuku, odkazujeme na oddíl o ohybu zvuku, kde jsou uvedeny definice G w a G m.

jestliže Gpath = 0: Aground,H = – 3 dB

Výraz – 3(1 – Gm ) zohledňuje skutečnost, že při velké vzdálenosti mezi zdrojem a bodem příjmu se první strana odrazového zdroje nenachází již na plošině, nýbrž v přírodním terénu.

Výpočet pro příznivé podmínky

Účinek povrchu země za příznivých podmínek se počítá za pomoci rovnice pro Aground,H , v níž se provedou následující úpravy:

jestliže Gpath ≠ 0 a) V rovnici Aground,H , se výšky z s a z r nahradí z s + δ z s + δ z T a z r + δ z r + δ z T , kde



(2.5.19) a o = 2 × 10– 4 m– 1 je převrácená hodnota poloměru křivky b) ►C1 spodní hranice Aground,F závisí na geometrii dráhy:



◄ (2.5.20)

jestliže Gpath = 0 A ground,F, = Aground,F,min

Výškové korekce δ z s a δ z r zohledňují účinek ohýbání zvukového paprsku. δ z T odráží účinek turbulence.

Gm může být také rovno Gpath nebo G′ path , přičemž závisí na tom, zda se při výpočtu účinku povrchu země zohlední nebo nezohlední ohyb zvuku, a odpovídá charakteru podloží, na němž se nachází zdroj (reálný zdroj nebo lomený). Bližší specifikace je uvedena v následujících pododdílech.

Pro dráhu (S i,R) v příznivých podmínkách bez ohybu zvuku:

Gm = Gpath v rovnici (2.5.17);

Gm = G′path .

Pokud jde o zohlednění ohybu zvuku, odkazujeme na další oddíl, kde jsou uvedeny definice Gw a Gm .

Ohyb zvuku

Ohyb zvuku se zpravidla zkoumá na horní ploše všech překážek nacházejících se na dráze šíření zvuku. Vede-li tato dráha „dostatečně vysoko“ nad ohybovou hranou, lze pracovat s nulovou hodnotou proměnné Adif (Adif = 0) a vypočítat přímý pohled, zejména prostřednictvím evaluace proměnné Aground .

V praxi to znamená, že se pro každý střední kmitočet kmitočtových pásem provede srovnání rozdílu dráhy δ s kvantitou – λ/20. Pokud překážka žádný ohyb zvuku nezpůsobuje, což lze například stanovit za pomoci Rayleighova kritéria, není pro dané kmitočtové pásmo třeba počítat Adif . V takovém případě jinak řečeno platí, že Adif = 0. V ostatních případech se Adif spočítá způsobem popsaným ve zbytku této části. Toto pravidlo se uplatní jak pro homogenní, tak pro příznivé podmínky, a to jak pro jednoduchý, tak pro vícečetný ohyb zvuku.

Pokud se pro dané kmitočtové pásmo provádí výpočet za použití postupu popsaného v tomto oddíle, pracuje se při výpočtu celkového útlumu zvuku s hodnotou veličiny Aground = 0 dB. Účinek povrchu země je zohledněn již přímo v obecné rovnici pro výpočet ohybu světla.

Zde navržené rovnice se použijí k výpočtu ohybu zvuku, k němuž dochází na tenkých clonách, silných clonách, budovách, bermách (přírodních či umělých) a na hranách náspů, zářezů a viaduktů.

Stojí-li v dráze šíření zvuku více překážek způsobujících jeho ohyb, pracuje se s nimi jako s vícečetným ohybem a uplatní se postup, který je popsaný v následujícím oddíle o výpočtu rozdílu dráhy.

Předestřené postupy se použijí pro výpočet útlumů zvuku v homogenních i příznivých podmínkách. Ohýbání zvukového paprsku se zohlední ve výpočtu rozdílu dráhy a za účelem výpočtu účinku povrchu země před ohybem zvuku a po něm.

Obecné zásady

Na obrázku 2.5.c je znázorněna obecná metoda výpočtu útlumu zvuku následkem jeho ohybu. Tato metoda je založena na tom, že dráha šíření zvuku se rozdělí na dvě části: dráhu „na straně zdroje“, která se nachází mezi zdrojem a bodem ohybu, a dráhu „na straně bodu příjmu“, která se nachází mezi bodem ohybu a bodem příjmu.

Vypočítají se tyto hodnoty:

— účinek povrchu země na straně zdroje, Δ ground(S,O)

— účinek povrchu země na straně bodu příjmu, Δ ground(O,R)

— a tři ohyby zvuku: — — mezi zdrojem S a bodem příjmu R: Δ dif(S,R) — mezi zrcadlovým zdrojem S′ a bodem příjmu R: Δ dif(S′,R) — mezi S a zrcadlovým bodem příjmu R′: Δ dif(S,R′) .

1 : Strana zdroje

2 : Strana bodu příjmu

kde

S je zdroj;

R je bod příjmu;

S′ je zrcadlový zdroj ve vztahu ke střední oblasti na straně zdroje;

R′ je zrcadlový bod příjmu ve vztahu ke střední oblasti na straně bodu příjmu;

O je bod ohybu;

z s je ekvivalentní výška zdroje S ve vztahu ke střední rovině na straně zdroje;

z o,s je ekvivalentní výška bodu ohybu O ve vztahu ke střední oblasti na straně zdroje;

z r je ekvivalentní výška bodu příjmu R ve vztahu ke střední rovině na straně bodu příjmu;

z o,r je ekvivalentní výška bodu ohybu O ve vztahu ke střední oblasti na straně bodu příjmu.

Nepravidelnost terénu mezi zdrojem a bodem ohybu a mezi bodem ohybu a bodem příjmu se zohlední prostřednictvím ekvivalentních výšek vypočítaných ve vztahu ke střední oblasti, nejprve na straně zdroje, následně na straně bodu příjmu (dvě střední oblasti) za použití metody popsané v pododdíle o významných výškách nad úrovní terénu.

Čistý ohyb zvuku

►C1

Pro čistý ohyb zvuku bez jakéhokoli účinku povrchu země se útlum zvuku určí takto:







Δ dif = jestliže (2.5.21) 0 jinak

◄

kde







Ch = 1 (2.5.22)

λ je vlnová délka o jmenovitém středním kmitočtu v příslušném kmitočtovém pásmu;

δ je rozdíl dráhy mezi dráhou s ohybem zvuku a přímou dráhou (viz následující pododdíl o výpočtu rozdílu dráhy);

C″ je koeficient, který se použije k zohlednění vícečetných ohybů zvuku:

C″ = 1 pro jednoduchý ohyb zvuku.

Pro vícečetný ohyb zvuku, kdy e je celková vzdálenost dráhy, O1 až O2 + O2 až O3 + O3 až O4 z „gumičkové“ metody, (viz obrázky 2.5.d a 2.5.f) a je-li hodnota e větší než 0,3 m (v opačném případě C″ = 1), je tento koeficient definován jako:







(2.5.23)

Hodnoty Δdif budou omezeny:

— je-li Δ dif < 0: Δ dif = 0 dB

— je-li Δ dif > 25: Δ dif = 25 dB pro ohyb zvuku na vodorovné hraně a pouze tehdy, je-li proměnná Δdif součástí výpočtu Adif . Tato horní hranice se nepoužije tehdy, když proměnné Δdif vstupují do výpočtu Δ ground , nebo v případě ohybu zvuku na svislé hraně (laterální ohyb zvuku) v případě mapování průmyslového hluku.

Výpočet rozdílu dráhy

Rozdíl dráhy δ se vypočítá na svislé rovině obsahující zdroj a bod příjmu. Jedná se o aproximaci k Fermatovu principu. V tomto případě (liniové zdroje) je aproximace použitelná. Rozdíl dráhy δ se vypočítá způsobem znázorněným na následujících obrázcích s ohledem na danou situaci.

Homogenní podmínky

Poznámka: Pro každou konfiguraci je dáno vyjádření δ.

Příznivé podmínky

Za příznivých podmínek se vychází z předpokladu, že tři zakřivené zvukové paprsky ►C1 , a ◄ mají shodný poloměr zakřivení Γ, který je definován takto:







Γ = max(1 000,8 d) (2.5.24)

Délka křivky zvukového paprsku MN se v případě příznivých podmínek značí jako ^MN. Tato délka se rovná:







(2.5.25)

Při výpočtu rozdílu dráhy za příznivých podmínek δF mohou nastat v zásadě tři scénáře (viz obrázek 2.5.e). V praxi však stačí dvě rovnice:

— má-li přímý zvukový paprsek SR v cestě překážku (první a druhý případ na obrázku 2.5.e): —



(2.5.26)

— nemá-li přímý zvukový paprsek SR v cestě překážku (třetí případ na obrázku 2.5.e): —



(2.5.27)

kde A je průsečík přímého zvukového paprsku SR a rozšíření překážky způsobující jeho ohyb.

V případě vícečetných ohybů za příznivých podmínek je třeba:

— určit konvexní plášť vymezený různými potenciálními ohybovými hranami,

— vypustit ohybové hrany, které nejsou na hranici konvexního pláště,

— vypočítat δF na základě délek zakřiveného zvukového paprsku rozdělením dráhy ohnutého paprsku na nezbytný počet zakřivených úseků (viz obrázek 2.5.f). —



(2.5.28)

Ve scénáři, který je znázorněn na obrázku 2.5.f, je rozdíl dráhy:







(2.5.29)

Výpočet útlumu zvuku Adif

Útlum zvuku způsobený následkem jeho ohybu se při zohlednění účinku povrchu země na straně zdroje i na straně bodu příjmu spočítá podle následujících obecných rovnic:







(2.5.30)

kde

— Δ dif (S,R) je útlum zvuku způsobený následkem jeho ohybu mezi zdrojem S a bodem příjmu R;

— Δground(S,O) je útlum zvuku způsobený následkem účinku povrchu země na straně bodu příjmu, který je vážený ohybem na straně zdroje; přičemž se předpokládá, že v případě vícečetných ohybů zvuku, jaké jsou znázorněny na obrázku 2.5.f, O = O1;

— Δground(O,R) je útlum zvuku způsobený následkem účinku povrchu země na straně bodu příjmu, který je vážený ohybem na straně bodu příjmu (viz následující pododdíl o výpočtu proměnné Δground(O,R)).

Výpočet proměnné Δground(S,O)







(2.5.31)

kde

— Aground(S,O) je útlum zvuku způsobený následkem účinku povrchu země mezi zdrojem S a bodem ohybu O. Tato proměnná se vypočítá způsobem uvedeným v předchozím pododdíle o výpočtech pro homogenní podmínky a v předchozím pododdíle o výpočtu pro příznivé podmínky, přičemž se předpokládá: — z r = zo,s ;

— Gpath se vypočítá mezi S a O;

— Gw za homogenních podmínek: Gm = G′ path v rovnici (2.5.17), = G′ path v rovnici (2.5.18);

— za příznivých podmínek: Gw = Gpath v rovnici (2.5.17), Gm = G′ path v rovnici (2.5.20);

— Δ dif(S′,R) je útlum zvuku způsobený následkem jeho ohybu mezi zrcadlovým zdrojem S′ a bodem příjmu R, který se vypočítá způsobem uvedeným v předchozím pododdílu o čistém ohybu zvuku;

— Δ dif(S,R) je útlum zvuku způsobený následkem jeho ohybu mezi zdrojem S a bodem příjmu R, který se vypočítá způsobem uvedeným v pododdílu VI.4.4.b.

Výpočet proměnné Δground(O,R)







(2.5.32)

kde

— Aground (O,R) je útlum zvuku způsobený účinkem povrchu země mezi bodem ohybu O a bodem příjmu R. Tato proměnná se vypočítá způsobem uvedeným v předchozím pododdíle o výpočtech pro homogenní podmínky a v předchozím pododdíle o výpočtu pro příznivé podmínky, přičemž se předpokládá: — z s = z o,r

— Gpath se vypočítá mezi O a R.

G′pat