IRL2Hałas 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

6

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)

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

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.

Problematyka hałasu w lotnictwie

13

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 sprawieustanowienia zasad i procedur w odniesieniu do wprowadzenia ograniczeń odnoszących się dopoziomu hałasu w portach lotniczych Wspólnoty wprowadza konieczność prowadzeniazrównoważonego podejścia do rozwiązywania problemu hałasu w portach lotniczych.

• Dokumentem ICAO, w którym znajdują się wytyczne dotyczące zrównoważonego podejścia wzarządzaniu 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.

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.

DYREKTYWA 2002/30/WE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY z dnia 26 marca 2002

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).

• LAeq D – równoważny poziom dźwięku A dla pory dnia (rozumianej jako przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 22.00),

• LAeq 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.

17

Metody operacyjne ograniczania hałasu

Metody, które można wskazać jako realizowane w działalności operacyjnej:

•Quota Count system

•„zielone podejście” CDA.

Działania operacyjne

Miękkie

Bodźce ekonomiczne

Sugestie i wskazówek planowania operacji

Twarde

Działania obligatoryjne (przekierowanie ruchu lub jego fizyczne ograniczenia

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).

Eliminowanie uciążliwości hałasowej

19

Podejście do lądowania CDA (Continuous Descent Approach)

21

System Quota Count Idea QC - określenie pewnego limitu punktów związanych z hałasem (na przykład w ciągu godziny, pory nocnej, doby

itp.).

*Effective Perceived Noise Level – efektywny poziom hałasu odczuwalnego w decybelach)

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

Zasada określania punktów dla potrzeb systemu Quota Count

22

QC – liczba punktów dla AC

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

Liczba punktów QC w zależności od typu statku powietrznego i rodzaju operacji

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.

Lotnisko Chopina

24

Pomiary hałasu w rejonie Lotniska Chopina

Punkty pomiarowe Lotniska Chopina w Warszawie

27

Pomiary hałasu Punkt pomiarowy Średnia wartość

ekspozycyjnego poziomu dźwięku [dB]

Odchylenie standardowe 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 43,2Nr 3 „Mysiadło” 82,31 2,49 0,1 56,1Nr 4 „Onkologia” 86,37 3,08 0,73 45,8

Nr 5 „Meral” 84,59 5,33 0,64 56,8Nr 6 „17 Stycznia” 85,11 3,79 0,32 51,3Nr 7 „Kossutha” 79,55 3,0 0,55 48,9

Nr 8 „Ursus” 83,18 3,01 0,1 56,8Nr 9 „Zamienie” 80,45 5,48 0,7 46,8Nr 10 „Piastów” 78,25 3,09 0,14 48,4

Średnia akustyczna na podstawie danych – styczeń 2016 roku

Punkt pomiarowyOperacje 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

Przydzielone pkt QC dla operacji wykonanych w dniu 04-01-2016

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.

Mapy akustyczne

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.

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

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