IRL2 Hałas w lotnictwie Dr inż. Anna Kwasiborska
Hałas - podstawowe pojęcia i wielkości hałas - są to wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, uciążliwe, dokuczliwe lub szkodliwe drgania ośrodka sprężystego, oddziaływujące za pośrednictwem powietrza na narząd słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu człowieka, hałas - oznacza każdy dźwięk, który może doprowadzić do utraty słuchu albo może być szkodliwy dla zdrowia lub zwiększać ryzyko wypadku przy pracy, 2
Hałas - podstawowe pojęcia i wielkości Dźwięki są to drgania mechaniczne ośrodka sprężystego (gazu, cieczy lub ośrodka stałego). Fala akustyczna to zmiany ciśnienia przenoszące się w przestrzeni otaczającej źródło drgań w postaci zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka następujących po sobie. Ciśnienie akustyczne jest to różnica między chwilową wartością ciśnienia w ośrodku w momencie przejścia fali akustycznej a ciśnieniem statycznym. 3
Częstotliwość Częstotliwość to liczba okresów drgań, jakie wykonują cząsteczki powietrza w jednostce czasu. Hałasy o niskich częstotliwościach odbierane są przez człowieka jako dźwięki niskie (np. hałas silnika wysokoprężnego). Hałasy o wysokich częstotliwościach odbierane są jako dźwięki wysokie np. gwizd, syk sprężonego powietrza. 4
Hałas - klasyfikacja i podział 1) ze względu na środowisko występowania: hałas przemysłowy, hałas komunalny (w pomieszczeniach mieszkalnych), hałas komunikacyjny. 2) ze na przebieg czasowy: hałas ciągły ustalony, hałas ciągły nieustalony, hałas przerywany, hałas impulsowy. 5
Hałas - klasyfikacja i podział 3) ze względu na częstotliwość: infradźwiękowy f <20Hz słyszalny 20Hz< f< 20 000Hz ultradźwiękowy 10 000Hz< f < 100 000Hz Częstotliwości dźwięków (źródło: www.ciop.pl) 6
Przykłady 7
Oddziaływanie hałasu na organizm człowieka Odczucia, jakie doznaje człowiek poddany działaniu hałasu, zależne są między innymi od: poziomu ciśnienia akustycznego, czasu działania hałasu, fizycznych cech (częstotliwości), warunków zdrowotnych (typu budowy ciała, ogólnego stanu zdrowia i przebytych chorób), postawy osoby narażonej na hałas. 8
Szkodliwy wpływ hałasu na zdrowie człowieka Klasyfikacja hałasu pod względem jego szkodliwego wpływu na zdrowie człowieka przedstawia się następująco: hałas o natężeniu poniżej 35 decybeli - brak znacznego szkodliwego działania na zdrowie człowieka, jednak może być denerwujący i utrudniać skupienie uwagi; hałas o natężeniu od 35 decybeli do 70 decybeli - działają negatywnie na ośrodkowy układ nerwowy, co w konsekwencji prowadzi do obniżenia wydajności organizmu czy uczucia zmęczenia; 9
Szkodliwy wpływ hałasu na zdrowie człowieka hałas o natężeniu od 70 decybeli do 85 decybeli - jeśli jest trwały, powoduje obniżenie produktywności w pracy, może na stałe osłabić słuch, jest przyczyną bólów głowy, działa krzywdząco na układ nerwowy, hałas o natężeniu od 85 decybeli do 130 decybeli - w znaczny sposób uszkadza narząd słuchu i powoduje wiele różnych schorzeń innych układów (krwionośnego, nerwowego), może się przyczynić do zaburzeń równowagi, a nawet uniemożliwić czytelność i przystępność mowy, 10
Szkodliwy wpływ hałasu na zdrowie człowieka hałas o natężeniu od 130 decybeli do 150 decybeli - wywołują drgania poszczególnych narządów wewnętrznych w organizmie ludzkim, uszkadzając je przy tym trwale, wywołując liczne schorzenia; przebywanie w takim hałasie wiąże się jednoznacznie z trwałym uszkodzeniem słuchu, hałas o natężeniu powyżej 150 decybeli - wystarczy niespełna 5 minut, by taki hałas sparaliżował organizm; wywołuje mdłości, zaburzenia błędnika czy całkowicie zaburzył koordynację ruchową (głównie kończyn). 11
Problematyka hałasu w lotnictwie Specyfika hałasu lotniczego, w porównaniu z innymi źródłami hałasu polega na tym, że: hałas oddziałuje na stosunkowo duże powierzchnie terenu, statki powietrzne charakteryzują się wysokim poziomem emisji hałasu, rozprzestrzenianie się fali dźwiękowej od góry uniemożliwia zastosowanie efektywnych zabezpieczeń środowiska przed hałasem.
Legislacja Dyrektywa 2002/49/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 25 czerwca 2002 r. - ocena i zarządzania poziomem hałasu w środowisku oraz do standaryzacji pomiarów hałasu. Dyrektywa 2002/30/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 26 marca 2002 r. w sprawie ustanowienia zasad i procedur w odniesieniu do wprowadzenia ograniczeń odnoszących się do poziomu hałasu w portach lotniczych Wspólnoty wprowadza konieczność prowadzenia zrównoważonego podejścia do rozwiązywania problemu hałasu w portach lotniczych. Dokumentem ICAO, w którym znajdują się wytyczne dotyczące zrównoważonego podejścia w zarządzaniu hałasem lotniczym jest Doc 9829. Przewiduje on cztery zasadnicze metody obniżania hałasu: Redukcja hałasu u jego źródła. Planowanie i zagospodarowanie przestrzenne. Procedury operacyjne minimalizowania hałasu. Ograniczenia w działalności operacyjnej. 13
DYREKTYWA 2002/30/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 26 marca 2002 Dyrektywa wskazuje również na fakt, że samoloty wywołujące nadmierny hałas (niespełnienie odpowiednich wymagań technicznych) powinny zostać wycofane z użytkowania. Istotnym elementem dyrektywy jest koncepcja "zrównoważonego podejścia", na którą składają się cztery główne wymagania: sumienna ocena możliwych rozwiązań zmniejszenia poziomu hałasu( zmniejszenie hałasu u źródła), koncepcja planowania przestrzennego, wprowadzenie odpowiednich środków zarządzania, procedury zmniejszających hałas, ograniczenia działalności nie zaburzających przepisów państw członkowskich.
Normy emisji hałasu Dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku określa Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (Dz. U. Nr 120 z dnia 5 lipca 2007 r., poz. 826). L Aeq D równoważny poziom dźwięku A dla pory dnia (rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 22.00), L Aeq N równoważny poziom dźwięku A dla pory nocy (rozumianej jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00).
Poziom równoważny Poziom równoważny - wartość poziomu ciśnienia akustycznego ciągłego ustalonego dźwięku, skorygowanego według charakterystyki częstotliwościowej A, która w określonym przedziale czasu odniesienia jest równa średniemu kwadratowi ciśnienia akustycznego analizowanego dźwięku o zmiennym poziomie w czasie, równoważny poziom hałasu wyznacza się zgodnie z Polską Normą. Długotrwały, średni poziom dźwięku A (LDWN) - wartość średnia - w długotrwałym przedziale czasu (db). Ekspozycyjny poziom dźwięku A (SEL) - poziom dźwięku pojedynczego zdarzenia akustycznego; ekspozycyjny poziom dźwięku.
Metody operacyjne ograniczania hałasu Działania operacyjne Miękkie Twarde Bodźce ekonomiczne Sugestie i wskazówek planowania operacji Działania obligatoryjne (przekierowanie ruchu lub jego fizyczne ograniczenia Metody, które można wskazać jako realizowane w działalności operacyjnej: Quota Count system zielone podejście CDA. 17
Eliminowanie uciążliwości hałasowej Eliminowanie uciążliwości hałasowej portu lotniczego może polegać na: optymalizacji ze względu na hałas procedur startów i lądowań, restrykcyjne ograniczenie lotów w porze nocnej, prowadzenie ciągłej kontroli zasięgu stref hałasu lotniczego z uwzględnieniem obowiązujących metodyk pomiarów, analiza wyników ciągłego monitoringu hałasu lotniczego, dopuszczanie do startów i lądowań jedynie samolotów posiadających certyfikaty hałasowe akceptowane przez urzędy nadzoru lotniczego (zgodnie z zapisami rozdz. 3, 5, 10 Aneksu 16 ICAO).
Podejście do lądowania CDA (Continuous Descent Approach) 19
System Quota Count Idea QC - określenie pewnego limitu punktów związanych z hałasem (na przykład w ciągu godziny, pory nocnej, doby itp.). Zasada określania punktów dla potrzeb systemu Quota Count Poziom hałasu w EPNdB* Wartość punktów w Quota Count Poniżej 87 EPNdB 0,25 87 98,9 EPNdB 0,5 90-92,9 EPNdB 1 93 95,9 EPNdB 2 96 98,9 EPNdB 4 99 101,9 EPNdB 8 101,9 EPNdB 16 *Effective Perceived Noise Level efektywny poziom hałasu odczuwalnego w decybelach) 21
QC liczba punktów dla AC Liczba punktów QC w zależności od typu statku powietrznego i rodzaju operacji Typ statku powietrznego Operacja lądowania Operacja startu Airbus A310 1 2 Airbus A318 0,25 0,25 Airbus A330 0,5 2 Boeing 737-100 20 20 Boeing 737-600 0,25 0,25 Boeing 747 8 16 Antonov An-30 20 20 ATR 42/72 0,5 0,25 22
Lotnisko Chopina Zgodnie z art. 175 ustawy z dnia 21 kwietnia 2001 r. P.P. "Porty Lotnicze" zobowiązane jest do prowadzenia ciągłych pomiarów hałasu w środowisku w związku z eksploatacją Lotniska Chopina w Warszawie. Pomiary prowadzone są przy wykorzystaniu systemu monitorowania hałasu lotniczego, eksploatowanego przez P.P. "Porty Lotnicze" od 1994 r. Wyniki ciągłych pomiarów hałasu w środowisku przekazywane są w cyklu miesięcznym Marszałkowi Województwa Mazowieckiego i Mazowieckiemu Wojewódzkiemu Inspektorowi Ochrony Środowiska w Warszawie w formie określonej rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 17 stycznia 2003 r. w sprawie rodzajów wyników pomiarów prowadzonych w związku z eksploatacją lotniska.
Pomiary hałasu w rejonie Lotniska Chopina Punkty pomiarowe Lotniska Chopina w Warszawie 24
Pomiary hałasu Punkt pomiarowy Średnia akustyczna na podstawie danych styczeń 2016 roku Średnia wartość ekspozycyjnego poziomu dźwięku [db] Odchylenie standardo we σ [db] Przedział ufności Δ Długotrwały średni poziom dźwięku dla pory nocy[db] Nr 1 Załuski 93,34 6,19 0,65 56,5 Nr 2 Piaseczno 78,2 3,24 0,67 43,2 Nr 3 Mysiadło 82,31 2,49 0,1 56,1 Nr 4 Onkologia 86,37 3,08 0,73 45,8 Nr 5 Meral 84,59 5,33 0,64 56,8 Nr 6 17 Stycznia 85,11 3,79 0,32 51,3 Nr 7 Kossutha 79,55 3,0 0,55 48,9 Nr 8 Ursus 83,18 3,01 0,1 56,8 Nr 9 Zamienie 80,45 5,48 0,7 46,8 Nr 10 Piastów 78,25 3,09 0,14 48,4 Przydzielone pkt QC dla operacji wykonanych w dniu 04-01-2016 Punkt pomiarowy Operacje lotnicze (A-lądowanie, D-start) Noc 22:00-6:00 Nr 1 Załuski A 11 Nr 2 Piaseczno D 2 Nr 3 Mysiadło D 7,5 Nr 5 Meral A/D 1 Nr 6 17 stycznia A/D 2 Nr 8 Ursus A 11 Nr 9 Zamienie D 1,5 Nr 10 Piastów A 9,25 27
Mapy akustyczne Kolejnym ważnym elementem odnoszącym się do ochrony środowiska w zakresie hałasu lotniczego i zabezpieczenia terenów wokół lotnisk jest Art. 179 Mapa akustyczna terenu zawarty w Ustawie z dnia 27 kwietnia 2001 r.- Prawo ochrony środowiska. Artykuł ten określa konieczność sporządzania przez lotniska, co 5 lat map akustycznych terenów, które w sposób szczególny mogą być narażone na przekroczenie dopuszczalnego poziomu hałasu.
Program izolacji akustycznej QLAIR W 2007 roku 9 regionów europejskich podjęło się zadania mającego na celu nawiązanie wzajemnej współpracy i stworzenie płaszczyzny wymiany doświadczeń w poszukiwaniu nowych rozwiązań poprawiających jakość życia wokół międzynarodowych lotnisk. Inicjatorem projektu QLAIR Quality of Life in Airport Regions (Jakość życia w regionach lotniskowych) było międzynarodowe zrzeszenie Airport Regions Conference, do którego Samorząd Województwa Mazowieckiego przystąpił na podstawie decyzji Zarządu Województwa Mazowieckiego z dnia 19 sierpnia 2008 roku.
Przepustowość środowiskowa Określana jest maksymalną liczbą operacji, która może być wykonywana w ciągu jednej doby w podziale na godziny dzienne (06:00 do 22:00) i godziny nocne (22:00 do 06:00). Dane historyczne i praktyka pokazuje, że limit przyjętych operacji nocnych jest wielokrotnie przekraczany, szczególnie w miesiącach letnich.
Przepustowość środowiskowa określenie uciążliwości hałasowej obiektów i urządzeń działających na terenie lotniska; wskazanie zasięgu stref hałasu emitowanego przez źródła zlokalizowane na terenie, wskazanie zasięgów stref hałasu wynikającego z podstawowej działalności lotniska; wskazanie możliwości ograniczenia oddziaływania akustycznego; wskazanie czy konieczne jest utworzenie obszaru ograniczonego użytkowania; określenie granic obszaru; określenie ograniczeń w wykorzystaniu terenu; określenie wymagań technicznych dotyczących obiektów budowlanych i sposobów korzystania z nich.
Pomiary hałasu