Analizując hałas powodowany przez projektowaną trasę tramwajową z Warszawy do Ząbek zakładano określenie wpływu planowanej trasy na warunki akustyczne oraz ewentualne sposoby zapobiegania nadmiernej uciążliwości przedsięwzięcia dla sąsiadujących terenów. Ze względu na to, że inwestor zamawiający niniejsze opracowanie określając planowane przedsięwzięcie, zawęził je tylko do trasy tramwajowej, główny nacisk w opracowaniu położono na oddziaływanie tego przedsięwzięcia. Do określenia ww. oddziaływania posłużono się następującycmi materiałami: Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (Dz. U. nr 120 poz. 826), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 października 2007 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów w środowisku substancji lub energii przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem, portem (Dz.U. Nr 192. poz. 1392). Polska Norma PN-ISO 9613-2 Akustyka. Tłumienie dźwięku podczas propagacji w przestrzeni otwartej. Ogólna metoda obliczania, Metoda określania emisji i immisji hałasu przemysłowgo w środowisku. Instrukcja Instytutu Techniki Budowlanej nr 338/2003, Warszawa 2003, Iwonna Żuchowicz-Wodnikowska Emisja i propagacja Hałasu przemysłowego w środowisku zewnętrznym. ITB Warszawa 2008, Engel Z. Ochrona środowiska przed drganiami i hałasem. PWN Warszawa 1993; Janusz Bohatkiewicz, Maciej Hałucha, Biuro Ekspertyz i Projektów Budownictwa Komunikacyjnego EKKOM Sp. z o. Pomiary i analizy hałasu kolejowego; ACESOFT Mapa akustyczna M. St. Warszawy Pomiary poziomu emisji hałasu pojazdów szynowych. www.wios.warszawa.pl zakładka monitoring środowiska hałas komunikacyjny ; www.wios.warszawa.pl zakładka monitoring środowiska mapy akustyczne, Ogólny emisyjny plan akustyczny Warszawy. Hałas tramwajowy pora dzienna ; www.mapaakustyczna.um.warszawa.pl www.zabki.pl; portal drogowy http://edroga.pl strona 1
Wprowadzenie Jedną z miar dokuczliwości hałasu na człowieka jest równoważny poziom dźwięku. Zgodnie z Polską Normą równoważny poziom dźwięku określony jest jako dziesięciokrotny logarytm przy podstawie 10 stosunku kwadratu wartości skutecznej ciśnienia akustycznego, w podanym przedziale czasu, do kwadratu ciśnienia akustycznego odniesienia, przy czym ciśnienie akustyczne jest wyznaczane z użyciem znormalizowanej częstotliwościowej charakterystyki korekcyjnej. Równoważny poziom dźwięku A jest opisywany wzorem: gdzie: PA(t) - chwilowe ciśnienie akustyczne, zmodyfikowane charakterystyką częstotliwościową A w czasie T; P0 - akustyczne ciśnienie odniesienia równe 20 µpa. Hałas generowany przez pojazdy szynowe powstaje na skutek działania wielu pojedynczych źródeł. Poniżej opisano podstawowe rodzaje hałasu pochodzącego od ruchu pojazdów szynowych wraz z ogólnym mechanizmem ich powstawania. Ruch pojazdu szynowego jest przyczyną drgań zarówno szyny i całego toru, jak i wagonów, w tym w szczególności powierzchni bocznych kół. Drgania te są źródłem hałasu, który nosi nazwę hałasu toczenia. Jest on tym większy im większe zużycie faliste toru. Przy ruchu pociągów z prędkością mniejszą niż 250 km/h ten rodzaj hałasu jest dominujący. Przy wyższych prędkościach (powyżej 250 km/h) dominującym staje się natomiast hałas aerodynamiczny. Jego emisja jest związana z nieregularnym opływem powietrza podczas ruchu pociągu. Strumień powietrza ulega zaburzeniu, co prowadzi do generowania dodatkowego hałasu. Ten rodzaj hałasu jest szczególnie znaczący w przypadków pociągów, których wagony utrzymywane są w powietrzu na poduszce magnetycznej. Kolejnym rodzajem hałasu generowanego poprzez poruszające się pociągi jest hałas powstający w skutek ruszania i zatrzymywania się pociągów. Ma on jednak mniejszy wpływ na klimat akustyczny w sąsiedztwie linii kolejowych od dwóch pierwszych strona 2
przypadków. W tym miejscu należy zaznaczyć, iż na poziom hałasu generowanego przez pojazdy szynowe ma również wpływ stan techniczny taboru i torowisk. Samo zastosowanie połączeń bezstykowych szyn kolejowych również może znacznie ograniczyć emisję hałasu. Poniżej na rys. 1 przedstawiono przykładowe zmiany poziomu dźwięku podczas przejazdu pojazdów szynowych różnych rodzajów (pociąg pasażerski dalekobieżny, pociąg pasażerski lokalny oraz pociąg towarowy). Rys. 1. Przykładowe zmiany poziomu dźwięku w czasie przejazdu pociągu z wyszczególnionymi rodzajami pojazdów szynowych Analizując powyższy wykres należy stwierdzić, iż poziom dźwięku generowany przez różne rodzaje pociągów nie różni się od siebie znacząco. Hałas generowany przez pociąg pasażerski lokalny osiąga nieco mniejszy poziom od pozostałych dwóch przypadków. Referencyjne metody pomiaru równoważnego poziomu dźwięku pochodzącego od ruchu pojazdów szynowych zostały określone w rozporządzeniu Ministra Środowiska z 2 października 2007 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów w środowisku substancji lub energii przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem, portem. Rozporządzenie to określa wymagania w zakresie wykonywania pomiarów w środowisku, do których są obowiązani m.in. zarządzający liniami kolejowymi. W załączniku Nr 2 tego dokumentu określono cztery metody referencyjne, za pomocą których można wykonywać okresowe pomiary hałasu w środowisku. Są to: metoda pośrednia pomiaru pojedynczych zdarzeń akustycznych, metoda bezpośrednich pomiarów hałasu z wykorzystaniem próbkowania, metoda bezpośrednia ciągłych pomiarów w ograniczonym czasie, strona 3
metody obliczeniowe oparte o modele rozprzestrzeniania się dźwięku w środowisku. Do pomiarów hałasu w sąsiedztwie linii kolejowych można zgodnie z rozporządzeniem stosować wszystkie metody wymienione powyżej, z wyjątkiem metody bezpośrednich pomiarów hałasu z wykorzystaniem próbkowania. Należy wspomnieć, iż rozporządzenie Ministra Środowiska nie określa metod wyznaczania niepewności pomiarów ΛL Acq,T. Każde laboratorium wykonujące pomiary hałasu szacuje niepewność stosując własne procedury. Jest z tym związany problem uzyskiwania rozbieżnych wartości niepewności pomiarów przez różne laboratoria. Należy zatem dążyć do ustalenia jednolitej procedury określania niepewności wyników pomiarów hałasu. Należy również zaznaczyć, iż zgodnie z art. 147a ustawy Prawo ochrony środowiska Prowadzący instalację oraz użytkownik urządzenia są obowiązani zapewnić wykonanie pomiarów wielkości emisji lub innych warunków korzystania ze środowiska przez laboratorium posiadające certyfikat wdrożonego systemu jakości lub certyfikat akredytacji w rozumieniu ustawy z dnia 30 sierpnia 2002 r. o systemie oceny zgodności (Dz.U. Nr 204, poz. 2087). Zapis ten dotyczy jedynie pomiarów o charakterze okresowym. Nie ma natomiast wymagania, aby pomiary hałasu o innym charakterze wykonywały laboratoria akredytowane. Referencyjne metody pomiaru hałasu dla linii kolejowych Metoda bezpośrednia ciągłych pomiarów w ograniczonym czasie Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska, metoda bezpośrednia ciągłych pomiarów w ograniczonym czasie stosowana jest do nieprzerwanych wielogodzinnych lub wielodniowych obserwacji hałasu w danym punkcie. Przy pomocy tej metody wartość równoważnego poziomu dźwięku wyznaczana jest poprzez ciągłą obserwację zmiany poziomu dźwięku w czasie. Poniżej na rys. 2 przedstawiono przykładowy wykres zmian poziomu dźwięku w czasie wraz wyszczególnieniem zmian równoważnego poziomu dźwięku. strona 4
Rys. 2. Przykładowe zmiany poziomu dźwięku w czasie wraz z zaznaczonym przebiegiem poziomu równoważnego Z pełnego okresu obserwacji należy w tym przypadku wyeliminować te przedziały czasu, dla których nie zostały spełnione wymagania określone w rozporządzeniu (związane m.in. z warunkami meteorologicznymi). Dla odcinków tych równoważny poziom dźwięku wyznacza się w oparciu o metody obliczeniowe. Należy również zwrócić uwagę, iż niekiedy dużym problemem mogą okazać się zakłócenia akustyczne, nie będące przedmiotem pomiarów, a których poziom niejednokrotnie jest dużo wyższy od mierzonego sygnału. Jeżeli przedział czasu, w którym dominującym źródłem dźwięku są zakłócenia nie zostanie usunięty z zakresu obserwacji wyniki pomiarów mogą znacznie odbiegać od rzeczywistości. Poniżej na rys. 3 przedstawiono przykładowy wykres zmian poziomu dźwięku w czasie, który w pierwszym okresie zdeterminowany był przez zakłócenia akustyczne. Plusem tej metody jest natomiast fakt, iż można ją stosować do pomiarów prawie każdego rodzaju oddziaływania akustycznego w środowisku. Rys. 3. Przykładowy widok przebiegu czasowego mierzonego sygnału akustycznego wraz z zaznaczonymi zakłóceniami akustycznymi strona 5
Metoda pośrednia pomiaru pojedynczych zdarzeń akustycznych W przypadku stosowania tej metody można wyróżnić dwa główne procesy: pomiar ekspozycyjnych poziomów dźwięku w terenie, obliczenie równoważnego poziomu dźwięku na podstawie wyników pomiarów ekspozycyjnych w warunkach laboratoryjnych. Dla każdego pojedynczego zdarzenia akustycznego należy zmierzyć poziom ekspozycyjny (rys. 4). Pojedyncze zdarzenia akustyczne należy następnie połączyć w klasy, dla których wyznacza się średni poziom ekspozycyjny wraz z odchyleniem standardowym. Rys. 4. Przykładowa zmiana poziomu dźwięku w czasie wraz z obliczonym poziomem ekspozycyjnym dla pojedynczego zdarzenia akustycznego Czas pomiaru poziomu ekspozycyjnego L AE dla każdego pojedynczego zdarzenia akustycznego nie może być krótszy niż czas trwania zjawiska, co przedstawiono poniżej na rys. 5. Rys. 5. Przykładowa zmiana poziomu dźwięku w czasie wraz z zaznaczonymi granicami pojedynczego zdarzenia akustycznego strona 6
Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska, w pomiarach hałasu dla linii kolejowych określa się 3 klasy pojedynczych zdarzeń akustycznych, które polegają na przejeździe przed punktem pomiarowym: pociągu pasażerskiego dalekobieżnego (takiego jak pospieszny, Eurocity, Intercity), pociągu pasażerskiego lokalnego, pociągu towarowego. Dla każdej klasy pojedynczych zdarzeń akustycznych należy obliczyć średnią wartość poziomu ekspozycyjnego według następującego wzoru: gdzie: n - liczebność klasy, to jest liczba pomiarów pojedynczych zdarzeń akustycznych k-tej klasy, LAEk - średni dla k-tej klasy poziom ekspozycyjny [db], LAEki - zmierzona wartość poziomu ekspozycyjnego zakwalifikowanego do k-tej klasy Dla każdej klasy pojedynczych zdarzeń akustycznych należy następnie określić odchylenie standardowe według poniższego wzoru: Ostateczną wartość równoważnego poziomu dźwięku oblicza Się z następującej zależności: gdzie: T - czas odniesienia [s], Nk - liczba pojedynczych zdarzeń akustycznych k-tej klasy zaobserwowana w czasie odniesienia T, LAEk - średni dla k-tej klasy poziom ekspozycyjny [db], m - liczba pojedynczych zdarzeń akustycznych strona 7
Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska, metody obliczeniowe służące do wyznaczania równoważnego poziomu dźwięku pochodzącego od linii kolejowych powinny być zgodne z Polską Normą PN-ISO 9613-2:2002. Z uwagi na brak polskiej metody obliczeniowej, która oparta byłaby na krajowych standardach, każdorazowo przy wykonywaniu obliczeń za pomocą innych dostępnych metod należy sprawdzać model obliczeniowy z wynikami pomiarów wykonanych w sąsiedztwie analizowanego obiektu. Analiza hałasu powodowanego przez linię tramwajową z Warszawy do Ząbek. Do analizy przyjęto dopuszczalny hałasu (db) wyrażony wskaźnikiem LAeqD oraz LAeqN, które to wskaźniki mają zastosowanie do ustalenia i kontroli warunków korzystania ze środowiska w odniesieniu do jednej doby: LAeqD - przedział czasu odniesienia równy 8 najmniej korzystnym godzinom dnia kolejno po sobie następującym LAeqN przedział czasu odniesienia równy 1 najmniej korzystnej godzinie nocy Do obliczenia propagacji dźwięku i ustalenia wielkości emisji hałasu zastosowano techniki wynikające ze zgodnej z dyrektywą 2002/49/WE Parlamentu Europejskiego oraz Rady Unii Europejskiej, normy PN-ISO 9613-2:2002 Akustyka. Tłumienie dźwięku podczas propagacji w przestrzeni otwartej oraz z instrukcji Instytutu Techniki Budowlanej nr 338/2003., Omawiana metoda opiera się na zależności między emisją dźwięku scharakteryzowaną poziomem mocy akustycznej(skorygowanym charakterystyką częśtotliwościową lub w funkcji częstotliwości) poszczególnych źródeł lub źródła hałasu a imisją dźwieku w badanym obszarze. Linię tramwajową, w obliczeniach przyjęto jako liniowe źródła hałasu. W celu wyznaczenia izolini o jednakowym cisnieniu akustycznym (izofon) wokół projektowanej inwestycji oraz mapy hałasu, użyto zgodnego z instrukcją Instytutu Techniki Budowlanej nr 338/2003 programu HPZ'2001 (Hałas Przemysłowy Zewnętrzny) stworzony przez tenże Instytut. strona 8
W celu określenia równoważnego poziomu dźwieku posłużono się metodą pośrednią pomiaru pojedynczych zdarzeń akustycznych wg instrukcji zawrtej w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 2 października 2007 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów w środowisku substancji lub energii... (Dz.U. Nr 192. poz. 1392), traktując ruch tramwajów jako ruch pociągu pasażerskiego lokalnego i przyjmując jako początkowe dane: wyniki pomiarów dokonane przez producenta wagonów tramwajowych; wyniki pomiarów hałasu tramwajowego w Warszawie, opublikowane przez WIOŚ Jako przykładowy zestaw wagonów tramwajowych wybrano produkowany przez Pojazdy Szynowe PESA Bydgoszcz S.A. Holding pięcioczłonowy tramwaj niskopodłogowy dla Tramwajów Warszawskich. Jak podaje prodcent, poziom hałasu zewnętrznego w trakcie jazdy na torowisku wydzielonym, z podkładami żelbetowymi na tłuczniu, przy stałej prędkości 50 km/h, w odległosci 7,50 m od osi toru i na wysokości 1,60 m, wynosi średnio 78,8 db(a) (w granicach 78,4-79,2, wobec dopuszczalnych 88 db(a). Poziom hałasu zewntrznego na postoju, mierzony w odległosci 3,00 m od ściany wagonu, na wysokości 1,60 m, wynosi średnio 56,0 db(a) (w granicach 52-60, wobec dopuszczalnych 70 db(a). Wyniki pomiarów hałasu tramwajowego zawiera Protokół pomiarowy - Pomiary poziomu emisji hałasu pojazdów szynowych wykonany przez Acesoft- Akustyka Budowlana i Przemysłowa z dnia 31-05-2007 r. Do analizy przyjęto następujące założenia: czętotliwość kursowania tramwajów na trasie Dworzec Warszawa-Wschodnia - Ząbki: w porze dziennej - częstotliwość kursowania co 3 minuty - prognozowane średnie natężenie ruchu - 20 pojazdów w ciągu godziny, w porze nocnej - częstotliwość kursowania co 12 minut - prognozowane średnie natężenie ruchu - 5 pojazdów w ciągu godziny. średnia predkość przejazdu - 50 km/h długość składu tramwajowego - 32 metry. strona 9
Przeliczając odpowiednim algorytmem uzyskano następujące wartości początkowe linii tramwajowej jako liniowego źródła hałasu: Rodzaj nawierzchni torowiska Twarda nawierzchnia bitumiczna Pora dzienna [db] Pora nocna [db] 111,4 105,4 Asfalt 106,4 100,4 Tab. 1 Poziomy mocy akustycznej źródła (linia tramwajowa) Do analizy hałasu, projektowaną trasę tramwajową, ze względu funkcje poszczególnych części oraz ich otoczenie, podzielono na trzy odcinki. 1. Odcinek od pętli przy Dworcu Wschodnim w Warszawie do skrzyżowania z ul. Zabraniecką; 2. Odcinek od skrzyżowania z ulicą Zabraniecką w Warszawie do skrzyzowania z ulicą Piłsudskiego w Ząbkach; 3. Odcinek od ul. Piłsudskiego w Ząbkach do skrzyżowania z ul. Sikorskiego/Gajową w Ząbkach. 4. Odcinek od skrzyżowania z ulicą Gajową w Ząbkach do pętli przy ul. Sosnowej w Ząbkach Poniżej przedstawiono krótką charakterystykę poszczególnych odcinków trasy. 1. Zgodnie z projektem planu miejscowego w rejonie Dworca Wschodniego, przyjęto położenie trasy tramwajowej, po północnej stronie planowanej ulicy Nowo-Kijowskiej. Przyjęto, że początkowo trasa tramwajowa będzie stanowić przedłużenie w kierunku wschodnim istniejącej trasy tramwajowej w ciągu ul. Kijowskiej, obecnie kończącej się pętlą, usytuowaną w rejonie Dworca Wschodniego. Zakłada się, że na odcinku tym trasa tramwajowa będzie przebiegać wzdłuż torów kolejowych. W rejonie skrzyżowania z ul. Otwocką trasa powinna przechodzić w pas dzielący. Po przekroczeniu linii kolejowej tunelem pod nasypem kolejowym, trasa tramwajowa krzyżować się będzie z projektowaną obwodnicą śródmiejską (ul. Zabraniecka). Ten odcinek trasy tramwajowej z Warszawy do Ząbek pokrywa się w swym przebiegu z częścią projektowanej Trasy Świętokrzyskiej (na strona 10
odcinku od Dworca Wschodniego do ul. Zabranieckiej). 2. Odcinek od skrzyżowania z obwodnicą śródmiejską przebiega początkowo przez tereny Targówka Przemysłowego (wzdłuż projektowanej ulicy Nowo-Ziemowita), następnie przez Elsnerów i dalej wzdłuż istniejących ogródków działkowych do skrzyżowania z projektowaną Trasą Olszynki Grochowskiej i dalej przecinając istniejące tereny przemysłowe do skrzyżowania z ul. Piłsudskiego w Ząbkach. Na tym odcinku trasa tramwajowa będzie prowadzona pasem rozdzielającym pasma ul. Nowo-Ziemowita. 3. Odcinek od ul. Piłsudskiego w Ząbkach do skrzyżowania z ul. Sikorskiego/Gajową w Ząbkach przebiega przez tereny mieszkaniowe z zabudową niską jedno- i wielorodzinną (jedynie w rejonie skrzyżowania z ulicą Szwoleżerów występuje zabudowa wielorodzinna, wielokondygnacyjna. Na tym odcinku powstaną dwa parkingi typu P+R (parkuj i jedź) jeden w okolicy skrzyżowania z ulicą Reymonta, drugi przy skrzyżowaniu z ul. Sikorskiego/Gajową. 4. Odcinek od skrzyżowania z ul. Sikorskiego/Gajową w Ząbkach do pętli tramwajowej przy ul. Sosnowej w Ząbkach. Jest to najkrótszy z rozpatrywanych odcinków, przebiega wzdłuż ul. Sosnowej (obecnie droga z nawierzchnią gruntową) do pętli, gdzie kończy się trasa tramwaju. Odcinek ten przebiegać będzie po torowisku trawiastym na podbudowie betonowej. Ta część trasy będzie przebiegać w większości przez tereny stanowiące część Warszawskiego Obszaru Chronionego krajobrazu. strona 11
Oddziaływania skumulowane przedsięwzięcia Ze względu na fakt, że zlecający niniejszy raport zawęził oddziaływanie projektowanego przedsięwzięcia tylko do trasy tramwajowej, zakres raportu obejmuje tylko to przedsięwzięcie (brak danych dotyczących oddziaływania projektowanych ulic i tras takich jak np. ul. Nowo-Ziemowita). Jednakowoż, niniejszy raport należałoby wykorzystać w procesie projektowania równoległych tras komunikacji samochodowej. Ponadto, początkowa część trasy tramwajowej z Warszawy do Ząbek (odcinek od Dworca Wschodniego w Warszawie do ul. Zabranieckiej) wchodzi w skład projektowanej Trasy Świętokrzyskiej, dla której został opracowany raport oddziaływania na środowisko (wariant z linią tramwajową). Wynika z niego, że w tej części trasy będą znacznie przekroczone wartości dopuszczalne hałasu komunikacyjnego, w związku z powyższym autorzy raportu zproponowali ustawienie wzdłuż trasy ekranów dźwiękochłonnych. Jak wynika z analizy dalszej części trasy tramwajowej, hałas powodowany przez sam tramwaj będzie przekraczał wartości graniczne również w części trasy przebiegającej przez zabudowaną część miasta Ząbki (głównie okolice skrzyżowania z ulicą Reymonta oraz skrzyżowania z ulicą Szwoleżerów). W trakcie opracowywania raportu dotyczącego budowy ulicy w tych miejscach, należy rozpatrzyć zastosowanie na tych odcinkach ekranów dźwiękochłonnych. W dalszej części przedstawiono wyniki obliczeń dla poszczególnych odcinków wraz z ich przedstawieniem graficznym. strona 12