Mapa akustyczna m.st. Warszawy

Wprowadzenie


Wprowadzenie

Mapy akustyczne obrazują zanieczyszczenie środowiska hałasem pochodzącym z głównych jego źródeł tj. ze środków komunikacji drogowej, szynowej (kolejowej i tramwajowej), lotniczej oraz z ośrodków przemysłowych. Zgodnie z obowiązującym prawem, wykorzystywane są do opracowywania danych dla państwowego monitoringu środowiska, tworzenia i aktualizacji programów ochrony środowiska przed hałasem, a także do informowania społeczeństwa o zagrożeniach środowiska hałasem. W praktyce ich zastosowanie jest szersze – mapy hałasu służą architektom i planistom w procesach planowania przestrzennego oraz służbom ochrony środowiska do wszelkich prac zmierzających do poprawy klimatu akustycznego miasta.

Mapy akustyczne przedstawiają wartości hałasu, które są wynikiem modelowania komputerowego, wykonanego na podstawie m.in. pomiarów natężenia ruchu, prędkości poruszających się po drogach pojazdów, procentowego udziału pojazdów osobowych i ciężarowych w ogólnej liczbie pojazdów, typu drogi itp. Terenowe pomiary hałasu wykonane zostały w wybranych punktach Warszawy i posłużyły jedynie do weryfikacji modelu komputerowego.

Mapy akustyczne prezentują wartości średnie, w odniesieniu do roku,
w związku z czym nie odzwierciedlają sytuacji akustycznej w konkretnej chwili czasu. Należy jednoznacznie stwierdzić, że mapy akustyczne nie uwzględniają hałasu pochodzącego od źródeł innych niż wyżej wymienione np.: gospodarstw domowych, imprez masowych czy urządzeń dźwiękowych zainstalowanych w pojazdach specjalnych.

Podstawa prawna:

  • Dyrektywa 2002/49/WE Parlamentu Europejskiego oraz Rady Unii Europejskiej z dnia 25 czerwca 2002 r. w sprawie oceny i kontroli poziomu hałasu w środowisku
  • Ustawa Prawo ochrony środowiska z dnia 21 kwietnia 2001 r. (tekst jednolity Dz. U. z 2017 r., poz. 519 z późniejszymi zmianami),
  • Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 października 2007 r. w sprawie szczegółowego zakresu danych ujętych na mapach akustycznych oraz ich układu i sposobu prezentacji. (Dz. U. z 2007 r., Nr 187, poz. 1340),
  • Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (Dz. U. 2014, poz. 112)
  • Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 10 listopada 2010 r. w sprawie sposobu ustalania wartości wskaźnika hałasu LDWN (Dz. U. z 2010 r., Nr 215, poz. 1414),
  • Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 2011 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów substancji lub energii w środowisku przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem lub portem (Dz. U. z 2011 r., Nr 140, poz. 824).

Przedstawione mapy akustyczne stanowią odwzorowanie graficzne długookresowych, średnich poziomów dźwięku. Do ich opracowania posłużono się metodykami oraz wskaźnikami stosowanymi i zalecanymi przez Unię Europejską dla pory dzienno-wieczorowo-nocnej (wskaźnik LDWN) oraz nocnej (wskaźnik LN).

Wskaźniki definiowane są następująco:

  • LDWN - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach (dB), wyznaczony w ciągu wszystkich dób w roku, z uwzględnieniem pory dnia (rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 18.00), pory wieczoru (rozumianej jako przedział czasu od godz. 18.00 do godz. 22.00) oraz pory nocy (rozumianej jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00),
  • LN - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach (dB), wyznaczony w ciągu wszystkich pór nocy w roku (rozumianych jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00).

Każdy z tych wskaźników został obliczony dla czterech podstawowych rodzajów źródeł hałasu: drogowego, szynowego, przemysłowego oraz lotniczego.

Dodatkowo wykonano mapę wrażliwości hałasowej obszarów, na której zobrazowano przestrzenny rozkład terenów miejskich z uwzględnieniem ich funkcji oraz przyporządkowane im wartości dopuszczalne hałasu określone przez Ministra Środowiska rozporządzeniem.

Słowniczek pojęć związanych z akustyką środowiska:

Hałas – każdy dźwięk niepożądany w danych warunkach dla danej osoby

Klimat akustyczny – ogół dźwięków występujących na danym obszarze, pochodzący ze wszystkich źródeł je wywołujących

Dopuszczalny poziom hałasu – poziom hałasu, który nie powinien być przekraczany w środowisku, wyznaczony dla konkretnych jego źródeł i funkcji terenu, na jakim on występuje. W Polsce dopuszczalne poziomy hałasu określa rozporządzenie Ministra Środowiska

Mapa akustyczna - mapa przedstawiająca rozkład hałasu pochodzącegoz różnych źródeł, obrazująca poziomy hałasu na danym terenie w odniesieniu do roku

Wskaźnik hałasu - wielkość fizyczna, służąca do opisu poziomu hałasu
w środowisku. Jest to parametr hałasu wyrażony w decybelach (dB)

Decybel (dB) - Jednostka logarytmiczna, powszechnie stosowana w pomiarach sygnałów dźwiękowych lub elektrycznych

Emisja hałasu - jest to wprowadzanie bezpośrednio lub pośrednio, w wyniku działalności człowieka, hałasu do środowiska

Mapy akustyczne wykonano dla obszaru zawartego w granicach administracyjnych miasta stołecznego Warszawy (pow. 517km2), rozszerzonego o pas szerokości 500m, bezpośrednio przylegający do zewnętrznych granic miasta.

Rodzaje hałasu

Zgodnie z definicją hałas są to wszelkiego rodzaju niepożądane, uciążliwe
i szkodliwe dźwięki. Uciążliwość tych dźwięków (hałasu) jest postrzegana subiektywnie (czyli indywidualnie przez każdego z nas).

Ze względu na źródło pochodzenia hałas możemy podzielić na następujące rodzaje:

  • hałas drogowy,
  • hałas kolejowy,
  • hałas tramwajowy,
  • hałas lotniczy,
  • hałas przemysłowy.

Hałas drogowy

Na hałas drogowy składa się przede wszystkim dźwięk generowany w związku z poruszaniem się pojazdu i hałas powstający na styku opony z nawierzchnią drogową. Przy prędkości pomiędzy 55-60 km/h hałas będący wynikiem tarcia opon o nawierzchnię drogi przewyższa hałas silnika.

Hałas drogowy wywoływany przez ruch pojazdów jest funkcją wielu zmiennych m.in.:

  • liczby pojazdów przejeżdżających w jednostce czasu,
  • dobowej struktury natężenia ruchu pojazdów,
  • rodzaju pojazdów i ich stanu technicznego,
  • rodzaju, jakości i stanu nawierzchni dróg,
  • układu sieci drogowej na danym obszarze,
  • liczby pasów ruchu i ich odległości od zabudowy mieszkaniowej,
  • organizacji ruchu na danym obszarze związanej np. z obowiązującymi ograniczeniami szybkości, znakami STOP,
  • · liczby skrzyżowań regulowanych za pomocą sygnalizacji świetlnej,
  • czasu trwania cyklu zmiany świateł.

Większość z wymienionych zmiennych to czynniki zależne od pory dnia, tygodnia, miesiąca i pory roku, stanu pogody i innych przypadkowych zdarzeń.

  • Do podstawowych czynników wywołujących nadmierny hałas drogowy można zaliczyć:
  • nadmierną prędkość pojazdu i jego zły stan techniczny,
  • duży udział pojazdów ciężkich w strukturze ruchu,
  • brak płynności ruchu pojazdów,
  • zły stan techniczny i niewłaściwą strukturę nawierzchni drogowej.

Sposobami ograniczenia hałasu drogowego są: ciche nawierzchnie asfaltowe, ekrany akustyczne, stosowanie nasadzeń zieleni izolacyjnej, poprawa właściwości akustycznych pojazdów samochodowych (korzystne akustycznie bieżniki opon, skuteczniejsze układy tłumików, cichsze układy napędowe), a także właściwe zarządzenia ruchem drogowym (np. nocne ograniczenie prędkości, „strefy ciszy”, itd.).

Hałas kolejowy

Hałas kolejowy związany jest z eksploatacją linii kolejowych. Hałas kolejowy wywoływany przez ruch pociągów jest funkcją wielu zmiennych, m.in.:

  • rodzaju taboru kolejowego,
  • rodzaju jednostki napędowej,
  • konstrukcji i stopnia zużycia szyn,
  • rodzaju podłoża i konstrukcji podkładów,
  • parametrów ruchu pociągów, zwłaszcza ich prędkości,
  • długości składów,
  • warunków otoczenia linii kolejowych,
  • warunków meteorologicznych.

Najbardziej dokuczliwe i najdłużej trwające jest zdarzenie akustyczne związane z przejazdem pociągu towarowego. Wynika to z większej długości pociągu oraz nieco mniejszej prędkości średniej z jaką poruszają się te pociągi.

Zmniejszenie niekorzystnego wpływu hałasu kolejowego na klimat akustyczny można uzyskać dzięki:

  • poprawie stanu technicznego taboru kolejowego,
  • modernizacji torowiska,
  • zastosowaniu pasów zieleni oraz ekranów akustycznych wzdłuż linii kolejowych,
  • tworzeniu obszarów ograniczonego użytkowania.

Dodatkowo należy zwrócić uwagą na fakt, że efekty poprawy klimatu akustycznego nie są niezmienne w czasie. Aby ich nie utracić, niezbędne
jest utrzymywanie torowiska w dobrym stanie aż do następnego remontu (np. dzięki szlifowaniu torów).

Hałas tramwajowy

Hałas tramwajowy podobnie do hałasu kolejowego związany jest
z eksploatacją linii tramwajowych w obszarach miejskich. Hałas tramwajowy wywoływany przez ruch pojazdów jest funkcją wielu parametrów m.in.:

  • rodzaju pojazdów i ich długości,
  • rodzaju podłoża i konstrukcji torowiska,
  • liczba wykonywanych manewrów, tj. ruszania i zatrzymywania,
  • prędkości przejazdów,
  • rozkładów jazdy,
  • warunków otoczenia linii tramwajowych,
  • warunków meteorologicznych.

Zmniejszenie niekorzystnego wpływu hałasu tramwajowego na klimat akustyczny można uzyskać dzięki:

  • poprawie stanu technicznego pojazdów,
  • modernizacji torowisk i ich remontom,
  • szlifowaniu szyn,
  • stosowanie tzw. „zielonych” torowisk.

Hałas lotniczy

Uciążliwość hałasu lotniczego wynika z jego specyfiki: pojawia się nagle, szybko osiąga wartość maksymalną, a następnie szybko maleje.

Cechami charakterystycznymi hałasu lotniczego są: oddziaływanie na duże powierzchnie terenu, wysokie poziomy emisji hałasu wszystkich typów statków powietrznych zwłaszcza w operacjach startu i lądowania, praktyczny brak efektywnych zabezpieczeń środowiska przed hałasem lotniczym. Duża uciążliwość hałasowa związana jest z użytkowaniem lądowisk sezonowych, funkcjonowaniem aeroklubów, wykonywaniem lotów turystycznych w atrakcyjnych miejscowościach rekreacyjnych, działalność lądowisk lotnictwa sanitarnego oraz tzw. lotniska dyspozycyjne.

Uciążliwość hałasu lotniczego jest funkcją wielu czynników i zależy od:

  • wartości poziomu dźwięku pojedynczego zdarzenia akustycznego,
  • czasu trwania pojedynczych operacji (starty, lądowania) i przerw między poszczególnymi zdarzeniami,
  • częstotliwości występowania hałasu,
  • pory oddziaływania hałasu w ciągu doby (godziny dzienne lub nocne),
  • odległości zabudowy od źródła hałasu.

Sposobami ograniczenia zasięgu oddziaływania hałasu lotniczego są metody planistyczne polegające na tworzeniu wokół lotnisk obszarów ograniczonego użytkowania. Na obszarach tych nie powinno lokalizować się żadnych budynków mieszkalnych, ani obiektów użyteczności publicznej. Dopuszczalne jest przeznaczenie tych terenów dla budownictwa przemysłowego i akustycznie obojętnego lub na strefy ochronne, odpowiednio zagospodarowane przestrzennie
i w powiązaniu z tym wydawać decyzje o warunkach zabudowy.

Hałas przemysłowy

Hałas przemysłowy występuje w otoczeniu terenów zakładów przemysłowych, wytwórczych i rzemieślniczych. Źródłami hałasu przemysłowego są maszyny i urządzenia przemysłowe, procesy technologiczne, a także różnego rodzaju instalacje oraz transport wewnątrzzakładowy.

Najwyższe poziomy hałasu powodowane są przez przepływy gazu z dużą prędkością (np. wentylatory, zawory ciśnienia pary) lub procesy związane z uderzeniami (np. tłoczenie, nitowanie, praca młotów pneumatycznych). Poziom hałasu przemysłowego zależny jest przede wszystkim od rodzaju i właściwości stosowanych maszyn i urządzeń np. maszyny typu obrotowego i tłokowego generują dźwięk, którym dominują składniki cykliczne, z kolei sprzęt pneumatyczny wytwarza najczęściej dźwięki przypadkowe szerokopasmowe.

W rejonach przemysłowych hałas z reguły pochodzi z ogromnej ilości różnorodnych źródeł, spośród których wiele wytwarza hałas o złożonej strukturze.

Zmniejszenie niekorzystnego wpływu hałasu przemysłowego na klimat akustyczny można uzyskać dzięki:

  • poprawie stanu technicznego urządzeń,
  • stosowaniu wyciszeń i tłumieniu,
  • zastosowaniu pasów zieleni oraz ekranów akustycznych wzdłuż granic terenów przemysłowych,
  • tworzeniu stref przemysłowych,
  • koncentrowaniu przemysłu na peryferiach obszarów miejskich lub poza obszarami o wysokiej koncentracji zabudowy mieszkaniowej.

Wszystkie dźwięki charakteryzujące się częstotliwościami z zakresu od ok. 16 Hz (herców) do ok. 20000 Hz nazywamy słyszalnymi (inaczej mówiąc - są one odbierane jako wrażenie słuchowe). Jednakże ucho ludzkie nie reaguje jednakowo na dźwięki w całym paśmie słyszalnym. Największa wrażliwość słuchu ma miejsce w zakresie 1000 - 4000 Hz (przeciętnie). Poniżej 1000 Hz oraz powyżej 4000 Hz czułość organu słuchu maleje. Dla skompensowania tych różnic wprowadzono w zakresie pomiarów i ocen fal akustycznych stosowanie specjalnie ukształtowanej charakterystyki korekcyjnej oznaczanej we wszystkich krajach literą A. Stąd też w dziedzinie akustyki środowiska mowa jest o poziomach dźwięku A.

Wskaźniki oceny hałasu

Wskaźnik hałasu - oznacza fizyczną skalę, stosowaną do określenia hałasu w środowisku, mającą związek ze szkodliwym skutkiem.

Wskaźniki stosowane do realizacji map hałasu

Dla potrzeb prowadzenia długookresowej polityki w zakresie ochrony środowiska przed hałasem, w szczególności do sporządzania map akustycznych, mają zastosowanie następujące wskaźniki:

LDWN – długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach (dB), wyznaczony w ciągu wszystkich dób w roku, z uwzględnieniem:

  • pory dnia, rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 18.00,
  • pory wieczoru, rozumianej jako przedział czasu od godz. 18.00 do godz. 22.00,
  • pory nocy, rozumianej jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00.
  • LN – długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach (dB), wyznaczony w ciągu wszystkich pór nocy w roku, rozumianych jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00.

    Sposób obliczania długookresowego wskaźnika LDWN określa rozporządzenie Ministra Środowiska, zgodnie z którym wartość wskaźnika ustala się według następującego wzoru:

    gdzie:

    LN - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w dB, wyznaczony w ciągu wszystkich pór nocy w roku (rozumianych jako przedział czasu od godziny 22.00 do godziny 06.00),

    LW - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w dB, wyznaczony w ciągu wszystkich pór wieczoru w roku (rozumianych jako przedział czasu od godziny 18.00 do godziny 22.00),

    LD - długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w dB, wyznaczony w ciągu wszystkich pór dnia w roku (rozumianych jako przedział czasu od godziny 06.00 do godziny 22.00).

    Należy zauważyć, że wartość LDWN jest średnią ważoną za okres jednej doby, gdzie do wartości równoważnego poziomu dźwięku wyznaczonego za okres pory wieczoru (LW) dodaje się wagę +5 dB, a do wartości równoważnego poziomu dźwięku wyznaczonego za okres pory nocy (LN ) dodaje się wagę +10 dB. Wartości LD, LW, i LN powinny być wyznaczone jako średnie długookresowe, za okres 1 roku. Przy wyznaczaniu wskaźnika LDWN uwzględnia się ponadto zmienność funkcjonowania rozważanych źródeł hałasu w ciągu roku oraz różnorodność czynników wpływających na rozchodzenie się dźwięku.

    Wartości wskaźników LD, LW, LN są równe wartościom równoważnego poziomu dźwięku określonemu za odpowiedni okres T pory dnia, wieczoru i nocy, z uwzględnieniem uśredniania tych wartości w ciągu jednego roku.

    Wskaźniki stosowane do kontroli środowiska

    Dla potrzeb ustalania i kontroli warunków korzystania ze środowiska, mają zastosowanie następujące wskaźniki:

    LAeqD – równoważny poziom hałasu dla pory dnia, rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 22.00,

    LAeqN – równoważny poziom hałasu dla pory nocy, rozumianej jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00.

    Wartości wskaźników LAeqD, LAeqN są równe wartościom równoważnego poziomu dźwięku określonego za odpowiedni okres T pory dnia i nocy. Równoważny poziom dźwięku LAeqT za okres czasu T wyraża się wzorem:

    gdzie:

    pA(t) – jest chwilowym ciśnieniem akustycznym, skorygowanym wg. charakterystyki częstotliwościowej A, w paskalach;

    p0 – ciśnienie odniesienia, p0 = 2 *10-5 (Pa),

    t1 i t2 – moment początkowy i końcowy okresu czasu T.