Pravilnik o izmjenama i dopunama Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke

Pravilnik o izmjenama i dopunama Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke Upute za korištenje Elektronička pošta Početna stranica Pravilnik o izmjenama i dopunama Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke NN 117/2018 (24.12.2018.), Pravilnik o izmjenama i dopunama Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke Ministarstvo zdravstva 2330 Na temelju članka 7. stavka 9. Zakona o zaštiti od buke (»Narodne novine«, br. 30/09, 55/13, 153/13 i 41/16) ministar zdravstva u suradnji s ministrima nadležnima za zaštitu okoliša, graditeljstvo i promet donosi PRAVILNIK O IZMJENAMA I DOPUNAMA PRAVILNIKA O NAČINU IZRADE I SADRŽAJU KARATA BUKE I AKCIJSKIH PLANOVA TE O NAČINU IZRAČUNA DOPUŠTENIH INDIKATORA BUKE Članak 1. U članku 1.a Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke (»Narodne novine«, br. 75/09 i 60/16), briše se točka, stavlja zarez i dodaju se riječi koje glase: »Direktiva Komisije (EU) 2015/996 оd 19. svibnja 2015. o uspostavi zajedničkih metoda ocjene buke u skladu s Direktivom 2002/49/EZ Europskog parlamenta i Vijeća (SL 168/1, 1. 7. 2015.) i Ispravak Direktive Komisije (EU) 2015/996 od 19. svibnja 2015. o uspostavi zajedničkih metoda ocjene buke u skladu s Direktivom 2002/49/EZ Europskog parlamenta i Vijeća (Službeni list Europske unije L 168 od 1. srpnja 2015.) (SL 5, 10. 1. 2018.).« Članak 2. Članak 6. mijenja se i glasi: »Računalne metode proračuna i ocjene buke okoliša jesu metode koje su navedene u Prilogu II. koji je u Dodatku ovoga Pravilnika i čini njegov sastavni dio.« Članak 3. U članku 7. riječ: »industrije« zamjenjuje se riječima: »industrijskih pogona i postrojenja«. Članak 4. U članku 9. stavku 1. riječ: »industriju« zamjenjuje se riječima: »industrijskih pogona i postrojenja«. Članak 5. U članku 11. stavak 2. mijenja se i glasi: »Računalni program iz stavka 1. ovoga članka mora omogućavati proračun razina buke pomoću računalnih metoda navedenih u Prilogu II. koji je u Dodatku ovoga Pravilnika i čini njegov sastavni dio i mora biti izrađen u skladu sa zahtjevima norme DIN 45687 »Akustika – Programska podrška za izračun širenja zvuka na otvorenom – Zahtjevi kvalitete i uvjeti ispitivanja« i/ili norme ISO 17534 »Akustika – Programska podrška za izračun širenja zvuka na otvorenom.« Članak 6. U članku 12. stavku 3. iza riječi: »grafički prikazi indikatora buke«, briše se zarez i dodaju se nove riječi: »Lnight odnosno Lden,«. Članak 7. Članak 13. stavak 2. mijenja se i glasi: »Strateške karte buke prikazuju se javnosti na jedan ili više sljedećih načina u elektroničkom i/ili tiskanom obliku: – grafički prikaz u obliku mrežnih GIS preglednika – brojčani podaci u tablicama – brojčani podaci u elektroničkom obliku.« Članak 8. Članak 14. mijenja se i glasi: »U slučaju nepostojanja realnog podatka potrebnog za izradu strateške karte buke ili akcijskog plana, kao izvor zamjenskih podataka rabi se posljednje izdanje dokumenta Europske komisije »Radna skupina za ocjenu izloženosti buci – Polazne osnove – Vodič kroz dobru stručnu praksu izrade strateških karata buke i s njima povezanih podataka o izloženosti buci« (eng. »European Commission Working Group Assessment of Exposure to Noise (WG-AEN) – Position Paper – Good Practice Guide for Strategic Noise Mapping and the Production of Associated Data on Noise Exposure«), dostupno na: https://www.lfu.bayern.de/laerm/eg_umgebungslaermrichtlinie/doc/good_practice_guide_2007.pdf. Za primjenu Priloga II. ovoga Pravilnika potrebno je koristiti posljednje izdanje dokumenta Europske komisije »Zajedničke metode ocjene buke u Europi (CNOSSOS-EU)« (eng. »Common Noise Assessment Methods in Europe (CNOSSOS-EU)«, dostupno na: https://ec.europa.eu/jrc/en/publication/reference-reports/common-noise-assessment-methods-europe-cnossos-eu, kao i buduće dokumente Europske komisije o primjeni metode CNOSSOS-EU. Za korištenje dokumenata iz stavaka 1. i 2. ovoga članka naručitelj izrade strateške karte buke ili akcijskog plana mora biti upoznat i suglasan s uvjetima uporabe zamjenskih podataka. Korištenje dokumenata iz stavaka 1. i 2. ovoga članka mora biti evidentirano te se detaljne informacije o njihovom korištenju moraju dostaviti ministarstvu u okviru završnih elaborata strateške karte buke i/ili akcijskog plana upravljanja bukom.« Članak 9. Članak 16. mijenja se i glasi: »Strateška karta buka naseljenih područja mora obuhvatiti buku koju emitira: – cestovni promet – željeznički promet – zračne luke – industrijska područja, uključujući pomorski i riječni promet i luke.« Članak 10. Članak 17. mijenja se i glasi: »Za potrebe izrade strateške karte buke cestovnog prometa naseljenih područja obuhvaćaju se najmanje sve ceste s više od 3.000.000 prolaza vozila godišnje, a koje uključuju javne (autoceste, državne, županijske i lokalne ceste) i nerazvrstane ceste. Za izradu strateške karte buke cestovnog prometa naseljenih područja upotrebljavaju se službeni podaci pravnih osoba koje upravljaju javnim cestama. Za potrebe izrade strateške karte buke željezničkog prometa upotrebljavaju se službeni podaci Hrvatskih željeznica. Ako ne postoje službeni podaci o cestovnom prometu i/ili željezničkom prometu, upotrebljavaju se zamjenski podaci iz članka 14. ovoga Pravilnika.« Članak 11. Članak 18. mijenja se i glasi: »Za potrebe izrade strateške karte buke zračnog prometa unutar naseljenih područja upotrebljavaju se službeni podaci trgovačkih društava koji upravljaju zračnom lukom s više od 50.000 operacija (uzlijetanja ili slijetanja) godišnje. Strateška karta buke naseljenih područja sadrži najmanje karte buke industrijskih pogona i postrojenja za koje se prema posebnim propisima iz područja zaštite okoliša pribavlja rješenje o objedinjenim uvjetima zaštite okoliša i okolišnim dozvolama, odnosno rješenje o prihvatljivosti zahvata za okoliš.« Članak 12. U članku 21. stavku 1. točka 2. mijenja se i glasi: »2. opis prethodno provedenih programa zaštite od buke i mjera koje su u tijeku,«. Točka 3. mijenja se i glasi: »3. računalne metode korištene za izradu strateške karte buke,« Stavak 3. mijenja se i glasi: »Za podatke iz stavka 2. ovoga članka potrebno je navesti kolikom ukupnom broju ljudi pridonosi buka glavnih cesta, glavnih željezničkih pruga i glavnih zračnih luka.« Stavak 6. mijenja se i glasi: »Grafički dio strateške karte buke naseljenoga područja sadrži najmanje grafički prikaz razreda indikatora buke Lden 55 – 59, 60 – 64, 65 – 69, 70 – 74, > 75 dB(A).« Stavak 7. mijenja se i glasi: »Grafički dio strateške karte buke naseljenoga područja sadrži najmanje grafički prikaz razreda indikatora buke Lnight 50 – 54, 55 – 59, 60 – 64, 65 – 69, > 70 dB(A).« Članak 13. U članku 22. stavku 1. točka 3. mijenja se i glasi: »3. opis prethodno provedenih programa zaštite od buke i mjera koje su u tijeku,«. Točka 4. mijenja se i glasi: »4. računalnu metodu korištenu za izradu strateške karte buke s opisom postavki proračuna za svaki promatrani izvor buke,« U točki 7. iza brojke: »> 75,« riječi: »na najizloženijoj fasadi,« zamjenjuju se riječima: »u skladu s metodom iz Priloga II. ovoga Pravilnika,« U točki 8. iza brojke: »> 70,« riječi: »na najizloženijoj fasadi,« zamjenjuju se riječima: »u skladu s metodom iz Priloga II. ovoga Pravilnika,«. U točki 10. iza riječi: »s ucrtanim položajem« dodaje se nova riječ: »granica«. Stavak 5. mijenja se i glasi: »Grafički dio strateške karte buke glavnih cesta, glavnih željezničkih pruga i glavnih zračnih luka sadrži najmanje grafički prikaz krivulja jednakih razina razreda indikatora buke Lden 55 – 59, 60 – 64, 65 – 69, 70 – 74, > 75 dB(A).« Iza stavka 5. dodaje se novi stavak 6. koji glasi: »Grafički dio strateške karte buke glavnih cesta, glavnih željezničkih pruga i glavnih zračnih luka sadrži najmanje grafički prikaz krivulja jednakih razina razreda indikatora buke Lnight 50 – 54, 55 – 59, 60 – 64, 65 – 69, > 70 dB(A).« Članak 14. U članku 28. iza stavka 1. dodaje se novi stavak 2. koji glasi: »Obveznici izrade strateških karata buke i akcijskih planova dostavljaju ministarstvu rezultate proračuna strateške karte buke za indikatore Lden i Lnight u izvornom ASCII rasterskom formatu u obliku jedinstvenog georeferenciranog sloja za svaki indikator buke.« Članak 15. Prilog II. Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke (»Narodne novine«, br. 75/09 i 60/16) zamjenjuje se novim Prilogom II. koji se nalazi u Dodatku ovoga Pravilnika i čini njegov sastavni dio. PRIJELAZNE I ZAVRŠNE ODREDBE Članak 16. Strateške karte buke izrađene i dostavljene ministarstvu do 30. prosinca 2018. godine izrađuju se prema Prilogu II. Pravilnika o načinu izrade i sadržaju karata buke i akcijskih planova te o načinu izračuna dopuštenih indikatora buke (»Narodne novine«, br. 75/09 i 60/16). Strateške karte buke koje nisu izrađene i dostavljene ministarstvu do 30. prosinca 2018. godine izrađuju se prema Prilogu II. ovoga Pravilnika. Obveznici izrade strateške karte buke i akcijskog plana, uz podatke navedene u člancima 21., 22. i 31. ovoga Pravilnika, obvezni su dostaviti i izjavu ovlaštene pravne osobe koja je izradila stratešku kartu buke odnosno akcijski plan, kojom se potvrđuje usklađenost izrade strateške karte buke i akcijskog plana s propisima iz članka 1.a ovoga Pravilnika. Članak 17. Ovaj Pravilnik objavljuje se u »Narodnim novinama«, a stupa na snagu 31. prosinca 2018. godine. Klasa: 011-02/18-02/195 Urbroj: 534-02-1-1/5-18-14 Zagreb, 12. prosinca 2018. Ministar prof. dr. sc. Milan Kujundžić, dr. med., v. r. PRILOG II. METODE OCJENE ZA INDIKATORE BUKE 1. Uvod Vrijednosti Lden i Lnight utvrđuju se na položajima za ocjenjivanje izračunom u skladu s metodom utvrđenom u 2. poglavlju i podacima opisanima u 3. poglavlju. Mjerenja se mogu obaviti u skladu s poglavljem 4. 2. Zajedničke metode ocjene buke 2.1. Opće odredbe – Buka cestovnog prometa, buka pružnog prometa i buka industrijskih pogona i postrojenja 2.1.1. Indikatori, frekvencijski raspon i definicije pojaseva Izračuni buke definiraju se u frekvencijskom rasponu oktavnog pojasa od 63 Hz do 8 kHz. Rezultati frekvencijskih pojaseva daju se za odgovarajući frekvencijski interval. Izračuni se rade u pojasevima širine jedne oktave (oktavni pojasevi) za buku cestovnog prometa, buku pružnog prometa i buku industrijskih pogona i postrojenja, osim za zvučnu snagu izvora buke pružnog prometa za koju se upotrebljavaju pojasevi širine 1/3 oktave (tercni pojasevi). Na temelju tih rezultata oktavnih pojaseva za buku cestovnog prometa, buku pružnog prometa i buku industrijskih pogona i postrojenja izračunava se A-vrednovana dugotrajna prosječna razina zvučnog tlaka za razdoblje dana, večeri i noći, kako je definirano u Prilogu I. i na što se upućuje u članku 2. ovoga Pravilnika, zbrajanjem u svim frekvencijama: (2.1.1.) pri čemu: Ai označava A-vrednovanu korekciju u skladu s normom IEC 61672-1, i = indeks frekvencijskog pojasa i T je vremensko razdoblje koje odgovara danu, večeri ili noći. Akustički parametri buke: Lp Trenutačna razina zvučnog tlaka [dB] (ref. 2 10-5 Pa) LAeq,LT Globalna dugotrajna razina zvuka LAeq uzrokovana svim izvorima i zrcalnim izvorima na točki R [dB] (ref. 2 10-5 Pa) LW Razina zvučne snage točkastog izvora (pokretnog ili nepomičnog) na lokaciji [dB] (ref. 10-12 W) LW,i,dir Razina usmjerene zvučne snage za i-ti frekvencijski pojas na lokaciji [dB] (ref. 10-12 W) LW’ Prosječna razina zvučne snage po metru linijskog izvora na lokaciji [dB/m] (ref. 10-12 W) Drugi fizički parametri: p efektivna vrijednost trenutačnog zvučnog tlaka [Pa] p0 Referentni zvučni tlak = 2 10-5 Pa [Pa] W0 Referentna zvučna snaga = 10-12 W [watt] 2.1.2. Kvalitativni okvir Točnost ulaznih vrijednosti Sve ulazne vrijednosti koje utječu na razinu emisije izvora određuju se barem s točnosti koja odgovara nesigurnosti od ±2dB(A) u razini emisije izvora (pri čemu se nijedan drugi parametar ne mijenja). Upotreba unaprijed zadanih vrijednosti Pri primjeni metode ulazni podaci moraju odražavati stvarno korištenje. Općenito se ne smije oslanjati na unaprijed zadane ulazne vrijednosti ili pretpostavke. Upotreba unaprijed zadanih vrijednosti i pretpostavki prihvatljiva je ako je prikupljanje stvarnih podataka povezano s nerazmjerno visokim troškovima. Kvaliteta softvera koji se koristi za izračune Softver koji se koristi za izračune mora biti dokazano sukladan s ovdje opisanim metodama, a to se dokazuje usporedbom rezultata s probnim slučajevima. 2.2. Buka cestovnog prometa 2.2.1. Opis izvora Klasifikacija vozila Izvor buke cestovnog prometa utvrđuje se spajanjem emisija buke svih pojedinih vozila od kojih je sastavljen protok prometa. Ta su vozila grupirana u pet odvojenih kategorija na temelju svojstava svojih emisija buke: Kategorija 1: Laka vozila Kategorija 2: Srednje teška vozila Kategorija 3: Teška vozila Kategorija 4: Motorna vozila na dva kotača Kategorija 5: Otvorena kategorija Kod motornih se vozila na dva kotača definiraju dvije potkategorije, za mopede i za snažnije motocikle, budući da među njima postoje znatne razlike u načinu vožnje i u brojnosti. Prve se četiri kategorije moraju upotrebljavati, a peta je opcionalna. Predviđa se da se u budućnosti možda razviju nova vozila koja će se dovoljno razlikovati od postojećih u pogledu emisije buke da bi zahtijevala definiranje dodatne kategorije. Ta bi kategorija mogla obuhvatiti, na primjer, električna ili hibridna vozila ili bilo koje vozilo koje se u budućnosti razvije i bude suštinski različito od onih u kategorijama od 1 do 4. Detalji o različitim razredima vozila nalaze se u tablici [2.2.a]. Tablica [2.2.a]: Razredi vozila Kategorija Naziv Opis Kategorija vozila u EZ-u Homologacija tipa vozila kao cjeline1 1 Laka motorna vozila Osobni automobili, kombiji za dostavu ≤ 3,5 tona, sportska terenska vozila (SPV-ovi)2, višenamjenska vozila (MPV-ovi)3 uključujući prikolice i kamp-kućice M1 i N1 2 Srednje teška vozila Srednje teška vozila, kombiji za dostavu > 3,5 tona, autobusi, kamperi itd. s dvije osovine i dvostrukim gumama na stražnjoj osovini M2, M3 i N2, N3 3 Teška vozila Vozila za zahtjevne poslove, turistička vozila, autobusi, s tri ili više osovina M2 i N2 s prikolicom, M3 i N3 4 Motorna vozila na dva kotača 4a Mopedi s dva, tri i četiri kotača L1, L2, L6 4b Motocikli s ili bez bočne prikolice, motocikli s tri i četiri kotača L3, L4, L5, L7 5 Otvorena kategorija Definirat će se u skladu s budućim potrebama. nije primjenjivo 1 Pravilnik o EU homologaciji i pojedinačnom odobravanju motornih vozila (Izdanje 00) (»Narodne novine«, broj 9/10) 2 Sportska terenska vozila 3 Višenamjenska vozila Broj i položaj ekvivalentnih izvora zvuka U ovoj je metodi svako vozilo (kategorije 1, 2, 3, 4 i 5) prikazano jednim točkastim izvorom iz kojeg zvuk ravnomjerno zrači u poluprostoru od 2-π iznad tla. Prva se refleksija od površine ceste uzima implicitno. Taj je točkasti izvor smješten 0,05 m iznad površine ceste, što je prikazano na slici [2.2.a]. Slika [2.2.a] Položaj ekvivalentnog točkastog izvora na lakim vozilima (kategorija 1), teškim vozilima (kategorije 2 i 3) i vozilima s dva kotača (kategorija 4) Protok prometa prikazuje se linijskim izvorom. Pri modeliranju ceste s više traka idealno bi bilo prikazati svaku traku linijskim izvorom smještenim u središte svake trake. Međutim, prihvatljivo je i modeliranje jednog linijskog izvora u sredini dvosmjerne ceste ili jednog linijskog izvora po kolničkoj traci u vanjskoj prometnoj traci cesta s više traka. Emisija zvučne snage Opća razmatranja Zvučna snaga izvora definira se kao »poluslobodno zvučno polje« pa tako zvučna snaga uključuje učinak refleksije od tla neposredno ispod modeliranog izvora ako ne postoje prepreke u neposrednom okruženju, uz iznimku za refleksiju od površine ceste koja nije neposredno ispod modeliranog izvora. Protok prometa Emisija buke protoka prometa predstavlja se linijskim izvorom koji je opisan usmjerenom zvučnom snagom po metru po frekvenciji. To odgovara zbroju emisija zvuka pojedinih vozila u protoku prometa, pri čemu se uzima u obzir vrijeme koje vozila provedu na razmatranoj dionici ceste. Uvođenje pojedinih vozila u protok zahtijeva primjenu modela protoka prometa. Ako se pretpostavi stabilan protok prometa Qm vozila kategorije m po satu uz prosječnu brzinu vm (u km/h), usmjerena zvučna snaga po metru u frekvencijskom pojasu i linijskog izvora LW’, eq,line,i,m definira se jednadžbom: (2.2.1.) pri čemu je LW,i,m usmjerena zvučna snaga jednog vozila. LW’,m izražava se u dB (referentna razina zvučnog intenziteta 10-12 W/m). Te razine zvučne snage izračunavaju se za svaki oktavni pojas i od 63 Hz do 8 kHz. Podaci o protoku prometa Qm izražavaju se kao godišnji prosjek po satu, po vremenskom razdoblju (dan-večer-noć), po razredu vozila i po linijskom izvoru. Za sve se kategorije upotrebljavaju ulazni podaci o protoku prometa dobiveni iz brojanja prometa ili iz korištenih modela prometa. Brzina vm reprezentativna je brzina po kategoriji vozila; u većini je slučajeva to manja brzina od najveće zakonski dopuštene brzine za dionicu i najveće zakonski dopuštene brzine za kategoriju vozila. Ako nisu dostupni lokalno izmjereni podaci, upotrebljava se najveća zakonski dopuštena brzina za kategoriju vozila. Pojedino vozilo Pretpostavlja se da se u protoku prometa sva vozila kategorije m kreću istom brzinom, tj. vm, prosječnom brzinom protoka vozila te kategorije. Cestovno se vozilo modelira skupom matematičkih jednadžbi kojim se prikazuju dva glavna izvora buke: 1. buka kotrljanja uzrokovana interakcijom gume i ceste; 2. buka pogona koja nastaje u pogonskom sustavu (motor, ispuh itd.) vozila. Aerodinamička buka sastavni je dio izvora buke kotrljanja. Za laka, srednja i teška motorna vozila (kategorije 1, 2 i 3) ukupna zvučna snaga odgovara energetskom zbroju buke kotrljanja i buke pogona. Stoga se ukupna razina zvučne snage linijskih izvora m = 1, 2 ili 3 definira jednadžbom: (2.2.2.) pri čemu je LWR,i,m razina zvučne snage buke kotrljanja, a LWP,i,m razina zvučne snage buke pogona. To se odnosi na sve raspone brzine. Pri brzinama manjima od 20 km/h razina zvučne snage je ona koja se dobije formulom za vm = 20 km/h. Za vozila s dva kotača (kategorija 4) kao izvor se uzima samo buka pogona: (2.2.3.) To se odnosi na sve raspone brzine. Pri brzinama manjima od 20 km/h razina zvučne snage je ona koja se dobije formulom za vm = 20 km. 2.2.2. Referentni uvjeti Jednadžbe i koeficijenti izvora vrijede za referentne uvjete u nastavku: • konstantna brzina vozila, • vodoravna cesta, • temperatura zraka τref = 20 °C, • virtualna referentna površina ceste koja se sastoji od prosječnog gustog betonskog asfalta 0/11 i splitmastiks asfalta 0/11, stare od 2 do 7 godina i u reprezentativnom stanju održavanja, • suha površine ceste, • bez guma čavlerica. 2.2.3. Buka kotrljanja Opća jednadžba Razina zvučne snage buke kotrljanja u frekvencijskom pojasu i za vozilo razreda m = 1, 2 ili 3 definira se jednadžbom: (2.2.4.) Koeficijenti AR,i,m i BR,i,m zadani su po oktavnim pojasevima za svaku kategoriju vozila i za referentnu brzinu vref = 70 km/h. ΔLWR,i,m jednak je zbroju korekcijskih koeficijenata koje treba primijeniti na emisiju buke kotrljanja za posebne uvjete ceste ili vozila koji se razlikuju od referentnih uvjeta: (2.2.5.) ΔLWR,road,i,m je utjecaj na buku kotrljanja koji nastaje zbog površine ceste čija se akustička svojstva razlikuju od onih virtualne referentne površine definirane u poglavlju 2.2.2. Ovaj koeficijent obuhvaća utjecaj na širenje i stvaranje buke. ΔLstudded tyres,i,m je korekcijski koeficijent za povećanu buku kotrljanja lakih vozila opremljenih gumama čavlericama. ΔLWR,acc,i,m je utjecaj na buku kotrljanja koji nastaje zbog raskrižja sa semaforom ili kružnog toka. U njemu je integriran učinak na buku zbog promjene brzine. ΔLW,temp je korekcijski član za prosječnu temperaturu τ koja se razlikuje od referentne temperature τref = 20 °C. Korekcija za gume čavlerice U situacijama kad znatan broj lakih vozila u protoku prometa upotrebljava gume čavlerice nekoliko mjeseci svake godine potrebno je uzeti u obzir proizašli učinak na buku kotrljanja. Za svako vozilo kategorije m = 1 opremljeno gumama čavlericama povećanje emisije buke kotrljanja ovisno o brzini vrednuje se jednadžbom: (2.2.6.) pri čemu su koeficijenti ai i bi zadani za svaki oktavni pojas. Povećanje emisije buke kotrljanja pripisuje se samo u skladu s udjelom lakih vozila s gumama čavlericama i u ograničenom razdoblju Ts (u mjesecima) tijekom godine. Ako je Qstud,ratio prosječni omjer lakih vozila s gumama čavlericama u ukupnom broju po satu u razdoblju Ts (u mjesecima), tada se godišnji udio vozila s gumama čavlericama ps izražava jednadžbom: (2.2.7.) Dobivena korekcija koju treba primijeniti na emisiju zvučne snage kotrljanja zbog upotrebe guma čavlerica na vozilima kategorije m = 1 u frekvencijskom pojasu i iznosi: (2.2.8.) Za vozila svih ostalih kategorija ne primjenjuje se nikakva korekcija: (2.2.9.) Utjecaj temperature zraka na korekciju buke kotrljanja Temperatura zraka utječe na emisiju buke kotrljanja: razina zvučne snage kotrljanja smanjuje se s povećanjem temperature zraka. Taj se utjecaj uvodi u korekciju za površinu ceste. Korekcije za površinu ceste obično se vrednuju pri temperaturi zraka τref = 20 °C. U slučaju druge prosječne godišnje temperature zraka u °C buku površine ceste korigira se s: (2.2.10.) Korekcijski je član pozitivan (tj. buka se povećava) za temperature niže od 20 °C i negativan (tj. buka se smanjuje) za više temperature. Koeficijent K ovisi o površini ceste i svojstvima guma te općenito pokazuje određenu ovisnost o frekvenciji. Opći koeficijent Km=1 = 0,08 dB/°C za laka vozila (kategorija 1) i Km=2 = Km=3 = 0,04 dB/°C za teška vozila (kategorije 2 i 3) primjenjuje se za sve površine ceste. Korekcijski koeficijent primjenjuje se jednako na sve oktavne pojaseve od 63 do 8000 Hz. 2.2.4. Buka pogona Opća jednadžba Emisija buke pogona u sebi sadrži sve doprinose iz motora, ispuha, prijenosnog mehanizma, dovoda zraka itd. Razina zvučne snage buke pogona u frekvencijskom pojasu i za vozilo razreda m definira se jednadžbom: (2.2.11.) Koeficijenti AP,i,m i BP,i,m zadani su u oktavnim pojasevima za svaku kategoriju vozila i referentnu brzinu vref = 70 km/h. ΔLWP,i,m je zbroj korekcijskih koeficijenata koje treba primijeniti na emisiju buke pogona za posebne uvjete vožnje ili regionalne uvjete koji se razlikuju od referentnih uvjeta: (2.2.12.) ΔLWP,road,i,m je utjecaj površine ceste na buku pogona zbog apsorpcije. Izračuni se obavljaju u skladu s poglavljem 2.2.6. ΔLWP,acc,i,m i ΔLWP,grad,i,m su utjecaj nagiba ceste te ubrzavanja i usporavanja vozila na raskrižjima. Oni se izračunavaju u skladu s poglavljima 2.2.4. i 2.2.5. Utjecaj nagiba ceste Nagib ceste utječe na emisiju buke vozila na dva načina: prvo, on utječe na brzinu vozila i time na emisiju buke kotrljanja i pogona vozila; drugo, on utječe na opterećenje motora i na brzinu motora putem odabira stupnja prijenosa pa time na emisiju buke pogona vozila. U ovom se odjeljku, u kojem se pretpostavlja konstantna brzina, uzima u obzir samo utjecaj na buku pogona. Utjecaj nagiba ceste na buku pogona uzima se u obzir korekcijskim članom ΔLWP,grad,m koji je funkcija nagiba s (u %), brzine vozila vm (u km/

1. h)i razreda vozila m. U slučaju dvosmjernog protoka prometa neophodno je podijeliti protok na dva sastavna dijela i korigirati pola za kretanje uzbrdo i pola za kretanje nizbrdo. Korekcijski član primjenjuje se jednako na sve oktavne pojaseve: za m = 1: (2.2.13.) za m = 2: (2.2.14.) za m = 3: (2.2.15.) za m = 4: (2.2.16.) Korekcija ΔLWP,grad,m implicitno uključuje utjecaj nagiba na brzinu. 2.2.5. Utjecaj ubrzavanja i usporavanja vozila Prije i poslije raskrižja sa semaforima i kružnih tokova primjenjuje se korekcija zbog utjecaja ubrzavanja i usporavanja u skladu s opisom u nastavku. Korekcijski članovi za buku kotrljanja, ΔLWR,acc,m,k, i za buku pogona, ΔLWP,acc,m,k, su linearne funkcije udaljenosti x (u metrima) točkastog izvora od najbližeg križanja vlastitog linijskog izvora s drugim linijskim izvorom. Oni se jednako primjenjuju na sve oktavne pojaseve: (2.2.17.) (2.2.18.) Koeficijenti CR,m,k i CP,m,k ovise o vrsti raskrižja k (k = 1 za raskrižje sa semaforima; k = 2 za kružni tok) i zadaju se za svaku kategoriju vozila. Korekcija uključuje utjecaj promjene brzine pri približavanju ili udaljavanju od raskrižja ili kružnog toka. Treba imati na umu da je na udaljenosti |x| ≥ 100 m, ΔLWR,acc,m,k = ΔLWP,acc,m,k = 0. 2.2.6. Utjecaj tipa površine ceste Opća načela Na površinama ceste s akustičkim svojstvima koja se razlikuju od onih referentne površine na buku kotrljanja i na buku pogona primjenjuje se spektralni korekcijski član. Korekcijski član za površinu ceste za emisiju buke kotrljanja zadan je jednadžbom: (2.2.19.) pri čemu je: αi,m spektralna korekcija u dB pri referentnoj brzini vref za kategoriju m (1, 2 ili 3) i spektralni pojas i, βm učinak brzine na smanjenje buke kotrljanja za kategoriju m (1, 2 ili 3) i jednak je za sve frekvencijske pojaseve. Korekcijski član za površinu ceste za emisiju buke pogona zadan je jednadžbom: (2.2.20.) Apsorbirajuće površine smanjuju buku pogona, a neapsorbirajuće površine je ne povećavaju. Utjecaj starosti na svojstva buke površine ceste Svojstva buke površine ceste mijenjaju se ovisno o starosti i razini održavanja te teže ka povećanju glasnoće s vremenom. U ovoj se metodi parametri površine ceste izvode tako da budu reprezentativni za akustička svojstva tipa površine ceste koja su prosjek izračunan za reprezentativni životni vijek ceste i uz pretpostavku njezina odgovarajućeg održavanja. 2.3. Buka pružnog prometa 2.3.1. Opis izvora Klasifikacija vozila Definicija vozila i vlaka U svrhu ove metode izračuna buke vozilo se definira kao bilo koje željezničko vozilo koje je dio vlaka (tipično lokomotiva, vagon s vlastitim pogonom, vučeni putnički vagon ili teretni vagon), koje se može samostalno kretati i koje se može odvojiti od ostatka vlaka. Za željeznička vozila koja tvore nerazdvojiv skup, tj. koja dijele jedno zajedničko okretno postolje, mogu postojati posebne okolnosti. Za potrebe ove metode izračuna sva se ta željeznička vozila uzimaju zajedno kao jedno vozilo. Za potrebe ove metode izračuna vlak se sastoji od niza povezanih vozila. U tablici [2.3.a] definira se zajednički jezik za opisivanje tipova vozila koji se nalaze u bazi podataka izvora. U toj se bazi nude odgovarajući opisi svojstava koje treba upotrebljavati kako bi se potpuno klasificirala vozila. Ti opisi odgovaraju svojstvima vozila koja utječu na akustičku usmjerenu zvučnu snagu po metru duljine ekvivalentnog modeliranog linijskog izvora. Utvrđuje se broj vozila svakog tipa za svaku dionicu kolosijeka za svako vremensko razdoblje koje se upotrebljava za izračun buke. Taj se broj izražava kao prosječni broj vozila na sat, a dobiva se dijeljenjem ukupnog broja vozila koja su prometovala u određenom vremenskom razdoblju s trajanjem tog razdoblja u satima (na primjer, 24 vozila u 4 sata znači 6 vozila na sat). Upotrebljavaju se svi tipovi vozila koja su prometovala na svakoj dionici kolosijeka. Tablica [2.3.a]: Klasifikacija i opisi svojstava za željeznička vozila Brojka 1 2 3 4 Opis svojstva Tip vozila Broj osovina po vozilu Tip kočnice Zaštita od buke na kotaču Objašnjenje opisa Slovo kojim se opisuje tip Stvarni broj osovina Slovo kojim se opisuje tip kočnice Slovo kojim se opisuje tip mjere za smanjenje buke Mogući opisi h vozilo velike brzine (> 200 km/
2. h)1 c kočni umetak od lijevanog željeza n bez zaštite m putnički vagoni na vlastiti pogon 2 k kompozitni ili sinterirani metalni kočni umetak d prigušivači p vučeni putnički vagoni 3 n kočenje bez umetka, poput kočenja diskom, bubnjem ili magnetskog kočenja s štitnici c vagon na vlastiti pogon ili bez vlastitog pogona gradskog tramvaja ili lake gradske željeznice 4 o ostalo d dizelska lokomotiva itd. e električna lokomotiva a bilo koje opće teretno vozilo o ostalo (na primjer vozila za održavanje itd.) Klasifikacija kolosijeka i potporne strukture Postojeći se kolosijeci mogu razlikovati jer postoji nekoliko elemenata koji doprinose njihovim akustičkim svojstvima te ih karakteriziraju. Vrste kolosijeka korištene u ovoj metodi navedene su u tablici [2.3.b] u nastavku. Neki elementi imaju velik utjecaj na akustička svojstva, a drugi imaju samo sporedan utjecaj. Općenito, najvažniji elementi koji utječu na emisiju pružne buke su: hrapavost površine tračnice, krutost podložnih ploča, podloga kolosijeka, spojevi tračnica i polumjer luka kolosijeka. Alternativno, mogu se definirati opća svojstva kolosijeka, a u tom su slučaju hrapavost površine tračnice i stupanj prigušenja kolosijeka u skladu s normom ISO 3095 dva akustički ključna parametra, zajedno s polumjerom luka kolosijeka. Dionica kolosijeka definira se kao dio jednog kolosijeka na pruzi, u kolodvoru ili spremištu na kojem se fizička svojstva i osnovni sastavni dijelovi kolosijeka ne mijenjaju. Tablica [2.3.b] definira zajednički jezik za opisivanje tipova tračnica uključenih u bazu podataka izvora. Brojka 1 2 3 4 5 6 Opis svojstva Podloga kolosijeka Hrapavost površine tračnice Tip podložnih ploča Dodatne zaštitne mjere Spojevi tračnica Luk Objašnjenje opisa Tip podloge kolosijeka Indikator hrapavosti Indikator »akustičke” krutosti Slovo koje opisuje akustičku napravu Prisutnost spojeva i njihovi razmaci Navođenje polumjera luka u metrima Dopuštene oznake B Zastor E Dobro održavano i vrlo glatko S Mekano (od 150 do 250 MN/
3. m)N Nema N Nema N Pravocrtni kolosijek S Kolosijek na čvrstoj podlozi M Normalno održavano M Srednje (od 250 do 800 MN/
4. m)D Prigušivač tračnica S Jedan spoj ili skretnica L Nisko (od 1000 do 500
5. m)L Most sa zastorom N Slabo održavano H Kruto (od 800 do 1000 MN/
6. m)B Niski bukobran D Dva spoja ili skretnice na 100 m M Srednje (manje od 500 m i više od 300
7. m)N Most bez zastora B Neodržavano i u lošem stanju A Apsorbirajuća ploča na kolosijeku na čvrstoj podlozi M Više od dva spoja ili skretnice na 100 m H Visoko (manje od 300
8. m)T Kontinuirano oslonjeni kolosijek E Kontinuirano oslonjena tračnica O Ostalo O Ostalo Broj i položaj ekvivalentnih izvora zvuka Slika [2.3.a]: Položaj ekvivalentnih izvora buke Različiti ekvivalentni linijski izvori buke smješteni su na različite visine i u sredinu kolosijeka. Sve se visine odnose na ravninu koja dodiruje dvije gornje površine dviju tračnica. Ekvivalentni izvori uključuju različite fizičke izvore (indeks p). Fizički se izvori razvrstavaju u različite kategorije na temelju mehanizma kojim se buka stvara. Ti su izvori: 1) buka kotrljanja (uključujući ne samo vibracije u tračnicama i podlozi kolosijeka i vibracije kotača nego i buku nadgrađa teretnih vozila, ako postoji); 2) buka vuče; 3) aerodinamička buka; 4) udarna buka (zbog prijelaza, skretnica i križišta); buka cviljenja i 6) buka zbog dodatnih utjecaja poput mostova i vijadukata. 1) Hrapavost kotača i površina tračnica, koja se na tri načina prenosi na emisijske površine (tračnice, kotači i nadgrađe), predstavlja buku kotrljanja. Ona se dodjeljuje na h = 0,5 m (emisijske površine A) kako bi se prikazali doprinos kolosijeka, u što su uključeni utjecaji površine tračnica, posebno kolosijeka na čvrstoj podlozi (u skladu s propagacijskim dijelom), doprinos kotača i doprinos nadgrađa vozila (kod teretnih vlakova). 2) Visine ekvivalentnih izvora za buku vuče kreću se između 0,5 m (izvor A) i 4,0 m (izvor B), ovisno o fizičkom položaju predmetnog sastavnog dijela. Izvori poput prijenosnog mehanizma i električnih motora često će biti na osovinskoj visini od 0,5 m (izvor A). Ventilacijski otvori i odsisi sustava za hlađenje za hlađenje mogu se nalaziti na raznim visinama; ispusi vozila na dizelski pogon često su na visini krova, odnosno na 4,0 m (izvor B). Ostali izvori na vuči poput ventilatora ili dizelskih motora mogu se nalaziti na visini od 0,5 m (izvor A) ili 4,0 m (izvor B). Ako se točna visina izvora nalazi između visina modela, zvučna se energija proporcionalno raspoređuje između najbližih visina izvora. Iz tog se razloga u metodi predviđaju dvije visine izvora, 0,5 m (izvor A) i 4,0 m (izvor B), te se ekvivalentna zvučna snaga povezana sa svakom od njih raspoređuje između njih ovisno o konkretnoj konfiguraciji izvora na tipu jedinice. 3) Učinci aerodinamičke buke povezuju se s izvorom na 0,5 m (koji predstavlja pokrivače i zaslone, izvor A) i s izvorom na 4,0 m (kojim se modeliraju sve krovne naprave i oduzimač struje, izvor B). Odabir visine od 4,0 m za oduzimač struje smatra se jednostavnim modelom pa ga se mora pažljivo razmotriti ako je cilj odabrati odgovarajuću visinu bukobrana. 4) Udarna buka povezuje se s izvorom na 0,5 m (izvor A). 5) Buka cviljenja povezuje se s izvorom na 0,5 m (izvor A). 6) Buka mosta povezuje se s izvorom na 0,5 m (izvor A). 2.3.2. Emisija zvučne snage Opće jednadžbe Pojedino vozilo Model za buku pružnog prometa, na isti način kao i za buku cestovnog prometa, opisuje emisiju zvučne snage buke konkretne kombinacije tipova vozila i tipova kolosijeka koja ispunjava niz zahtjeva opisanih u klasifikaciji vozila i kolosijeka u obliku skupa zvučne snage po vozilu (LW,0). Protok prometa Emisiju buke protoka prometa na svakom kolosijeku predstavlja skup od dva linijska izvora koji je opisan svojom usmjerenom zvučnom snagom po metru po frekvencijskom pojasu. To odgovara zbroju emisija zvuka pojedinih vozila u protoku prometa, pri čemu se, u posebnom slučaju vozila u stanju mirovanja, uzima u obzir vrijeme koje vozila provedu na razmatranoj željezničkoj/pružnoj dionici. Usmjerena zvučna snaga po metru po frekvencijskom pojasu, koju uzrokuju sva vozila koja prolaze po svakoj dionici kolosijeka na tipu kolosijeku (j), definira se: • za svaki frekvencijski pojas (i), • za svaku zadanu visinu izvora (
9. h)(za izvore na 0,5 m h = 1, na 4,0 m h = 2), a predstavlja zbroj energije svih doprinosa svih vozila koja se kreću na određenoj j-toj dionici kolosijeka. Ti su doprinosi: • od svih vozila (t), • pri njihovim različitim brzinama (s), • u određenim uvjetima vožnje (konstantna brzina) (c), • za svaki tip fizičkog izvora (kotrljanje, udar, cviljenje, vuča, aerodinamika i dodatni utjecaji poput, na primjer, buke mosta) (p). Za izračun usmjerene zvučne snage po metru (unos za propagacijski dio) nastale prosječnom mješavinom prometa na j-toj dionici kolosijeka koristi se sljedeća jednadžba: (2.3.1.) pri čemu: Tref = referentno vremensko razdoblje za koje se razmatra prosječni promet, X = ukupni broj postojećih kombinacija za i, t, s, c, p za svaku j-tu dionicu kolosijeka, t = indeks za tipove vozila na j-toj dionici kolosijeka, s = indeks za brzinu vlaka: postoji onoliko indeksa koliko postoji različitih prosječnih brzina vlaka na j-toj dionici kolosijeka, c = indeks za stanje kretanja: 1 (konstantna brzina), 2 (stanje mirovanja), p = indeks za tipove fizičkih izvora: 1 (za buku kotrljanja i udarnu buku), 2 (cviljenje u luku), 3 (buka vuče), 4 (aerodinamička buka), 5 (dodatni utjecaji), LW’,eq,line,x = x-ta usmjerena zvučna snaga po metru za linijski izvor jedne kombinacije t, s, c, p na svakoj j-toj dionici kolosijeka. Ako se pretpostavi stalan protok od Q vozila na sat uz prosječnu brzinu v, u prosjeku će se ekvivalentni broj Q/v vozila u svakom trenutku nalaziti na jediničnoj mjeri dionice kolosijeka. Emisija buke protoka vozila izražena usmjerenom zvučnom snagom po metru LW’,eq,line (izražena u dB/m (ref. 10-12 W)) integrira se jednadžbom: (2.3.2.) pri čemu: − Q je prosječan broj vozila na sat na j-toj dionici kolosijeka za tip vozila t, prosječnu brzinu vlaka s i stanje kretanja c, − v je njihova brzina na j-toj dionici kolosijeka za tip vozila t i prosječnu brzinu vlaka s, − LW,0,dir je razina usmjerene zvučne snage specifične buke (kotrljanje, udar, cviljenje, vuča, aerodinamika, dodatni utjecaji) pojedinog vozila u smjerovima ψ, φ određenima s obzirom na smjer kretanja vozila (vidjeti sliku [2.3.b]). U slučaju nepomičnog izvora, poput vozila u stanju mirovanja, pretpostavlja se da će vozilo tijekom cijelog razdoblja Tidle ostati na mjestu unutar dionice kolosijeka duljine L. Stoga se pomoću referentnog vremenskog razdoblja Tref za ocjenu buke (na primjer 12 sati, 4 sata, 8 sati) usmjerena zvučna snaga za jediničnu duljinu na toj dionici kolosijeka definira jednadžbom: (2.3.4.) Općenito, usmjerena zvučna snaga dobiva se za svaki specifični izvor izrazom: (2.3.5.) pri čemu je: − ΔLW,dir,vert,i funkcija korekcije vertikalne usmjerenosti (bezdimenzionalna) ψ (slika [2.3.b]), − ΔLW,dir,hor,i funkcija korekcije horizontalne usmjerenosti (bezdimenzionalna) φ (slika [2.3.b]). I pri tome se LW,0,dir,i(ψ,ϕ) , nakon izvođenja iz tercnih pojaseva, izražava u oktavnim pojasevima zbrajanjem energetskih vrijednosti svakog pripadnog tercnog pojasa kako bi se dobio odgovarajući oktavni pojas. Slika [2.3.b]: Geometrijska definicija Za potrebe izračuna snaga izvora tada se specifično izražava usmjerenom zvučnom snagom po 1 m duljine kolosijeka LW’,tot,dir,i kako bi se uvrstila usmjerenost izvora u njihovu vertikalnom i horizontalnom smjeru pomoću dodatnih korekcija. Nekoliko se LW,0,dir,i (ψ,ϕ) uzima u obzir za svaku kombinaciju vozila, kolosijeka, brzine i stanja kretanja: − za frekvencijski pojas širine 1/3 oktave (i), − za svaku dionicu kolosijeka (j), − visine izvora (
10. h)(za izvore na 0,5 m h = 1, na 4,0 m h = 2), − usmjerenost (
11. d)izvora. Skup LW,0,dir,i (ψ,ϕ) uzima se u obzir za svaku kombinaciju vozila, kolosijeka, brzine i stanja kretanja, svaku dionicu kolosijeka, visine koje odgovaraju h = 1 i h = 2 te usmjerenost. Buka kotrljanja Doprinos vozila i doprinos kolosijeka buci kotrljanja razdvaja se na četiri osnovna elementa, a to su: hrapavost kotača, hrapavost tračnica, prijenosna funkcija vozila na kotače i na nadgrađe (vozila) te prijenosna funkcija kolosijeka. Hrapavost kotača i tračnica predstavlja uzrok za stvaranje vibracija na mjestu dodira između tračnice i kotača, a prijenosne funkcije dvije su empirijske ili modelirane funkcije koje predstavljaju cijelu složenu pojavu mehaničke vibracije i stvaranja zvuka na površinama kotača, tračnica, pragova i podloge. U ovoj se podjeli odražavaju fizički dokazi da hrapavost prisutna na tračnici može pobuditi vibracije na tračnici, ali i da će također pobuditi vibracije kotača i obrnuto. Neuključivanje jednog od ova četiri parametra onemogućilo bi razdvajanje klasifikacija tračnica i vlakova. Hrapavost kotača i tračnica Buku kotrljanja uglavnom pobuđuje hrapavost kotača i tračnica u rasponu valnih duljina od 5 do 500 mm. Definicija Razina hrapavosti Lr definira se kao 10 puta logaritam od baze 10 kvadrata srednje kvadratne vrijednosti r2 hrapavosti gornje površine tračnice ili vanjske površine kotača u smjeru kretanja (longitudinalna razina) izmjerene u μm na određenoj duljini tračnice ili na cijelom opsegu kotača, podijeljene s kvadratom referentne vrijednosti r02: (2.3.6.) pri čemu: r0 = 1 μm, r = razlika efektivne vrijednosti vertikalnog pomaka kontaktne površine u odnosu na srednju razinu Razina hrapavosti Lr tipično se dobiva kao spektar valne duljine λ te se pretvara u frekvencijski spektar f = v/λ pri čemu je f središnja frekvencija zadanog pojasa širine 1/3 oktave u Hz, λ je valna duljina u metrima i v je brzina vlaka u m/s. Spektar hrapavosti je funkcija frekvencije pa se u skladu s tim pomiče duž osi frekvencije za različite brzine. Općenito, nakon pretvaranja u frekvencijski spektar pomoću brzine neophodno je dobiti nove spektralne vrijednosti tercnih oktava izračunavanjem prosjeka između dva odgovarajuća tercna pojasa u području valne duljine. Za procjenu ukupnog efektivnog frekvencijskog spektra hrapavosti koji odgovara odgovarajućoj brzini vlaka, energetski i proporcionalno se izračunava prosjek dva odgovarajuća tercna pojasa definirana u području valne duljine. Razina hrapavosti tračnica (hrapavost kolosijeka) za pojas i-te valne duljine definira se kao Lr,TR,i. Analogno tome, razina hrapavosti kotača (hrapavost vozila) za pojas i-tog valnog broja definira se kao Lr,VEH,i. Ukupna i efektivna razina hrapavosti za pojas valnog broja i (LR,tot,
12. i)definira se kao zbroj energija razina hrapavosti tračnica i kotača te kontaktnog filtra A3(λ) radi uzimanja u obzir učinka filtriranja dodirnog dijela između tračnice i kotača te se izražava u dB jednadžbom: (2.3.7.) pri čemu se iskazuje kao funkcija pojasa i-tog valnog broja koji odgovara valnoj duljini λ. Kontaktni filtar ovisi o tipu kolosijeka i kotača te o opterećenju. U metodi se upotrebljava ukupna efektivna hrapavost za j-tu dionicu kolosijeka i svaki t-ti tip vozila pri njegovoj odgovarajućoj brzini v. Prijenosna funkcija vozila, kolosijeka i nadgrađa Definiraju se tri prijenosne funkcije neovisne o brzini, LH,TR,i LH,VEH,i i LH,VEH,SUP,i: prva je funkcija za svaku j-tu dionicu kolosijeka, a druge dvije za svaki t-ti tip vozila. Te funkcije povezuju ukupnu efektivnu razinu hrapavosti sa zvučnom snagom kolosijeka, kotača i nadgrađa, tim redom. Doprinos nadgrađa uzima se u obzir samo za teretne vagone, dakle, samo za vozila tipa »a«. Dakle, za buku kotrljanja doprinosi kolosijeka i vozila potpuno su opisani ovim prijenosnim funkcijama i ukupnom efektivnom razinom hrapavosti. Kad je vlak u stanju mirovanja, buka kotrljanja se isključuje. Za zvučnu snagu po vozilu buka kotrljanja izračunava se na visini osovine, a ulazne su vrijednosti ukupna efektivna razina hrapavosti LR,TOT,i kao funkcija brzine vozila v, prijenosne funkcije kolosijeka, vozila i nadgrađa LH,TR,i, LH,VEH,i i LH,VEH,SUP,i te ukupni broj osovina Na: za h = 1: (2.3.8.) (2.3.9.) (2.3.10.) pri čemu je Na broj osovina po vozilu za t-ti tip vozila. Slika [2.3.c]: Shema za upotrebu različitih definicija hrapavosti i prijenosnih funkcija Najmanja brzina od 50 km/h (30 km/h samo za tramvaje i laku gradsku željeznicu) upotrebljava se za utvrđivanje ukupne efektivne hrapavosti i time zvučne snage vozila (ta brzina ne utječe na izračun protoka vozila) radi kompenzacije potencijalne pogreške uvedene pojednostavljivanjem definicije buke kotrljanja, definicije buke kočenja i definicije udarne buke uzrokovane prijelazima i skretnicama. Udarna buka (prijelazi, skretnice i križišta) Udarnu buku mogu uzrokovati prijelazi, skretnice i križišta. Njezini se razmjeri mogu razlikovati te ona može nadjačati buku kotrljanja. Udarna se buka uzima u obzir za kolosijeke sa spojnicama. Za udarnu buku uzrokovanu skretnicama, prijelazima i spojevima na dionicama kolosijeka pri brzini manjoj od 50 km/h (30 km/h samo za tramvaje i laku gradsku željeznicu) ne radi se modeliranje jer se najmanja brzina od 50 km/h (30 km/h samo za tramvaje i laku gradsku željeznicu) upotrebljava za uključivanje više utjecaja u skladu s opisom iz poglavlja o buci kotrljanja. Također se ne radi modeliranje buke pri stanju kretanja c = 2 (stanje mirovanja). Udarna buka uključena je u član buke kotrljanja time što se dopunska izmišljena razina hrapavosti (energetski) dodaje ukupnoj efektivnoj razini hrapavosti za svaku specifičnu j-tu dionicu kolosijeka na kojoj ta buka postoji. U tom se slučaju novi LR,TOT+IMPACT,i upotrebljava umjesto LR,TOT,i te će postati: (2.3.11.) LR,IMPACT,i je spektar pojasa širine 1/3 oktave (kao funkcija frekvencije). Za dobivanje tog frekvencijskog spektra, spektar se definira kao funkcija valne duljine λ te se pretvara u traženi spektar kao funkcija frekvencije korištenjem relacije λ = v/f, pri čemu je f središnja frekvencija pojasa širine 1/3 oktave u Hz i v je s-ta brzina vozila t-tog tipa vozila u m/s. Utjecaj buke ovisit će o snazi i broju udara po jediničnoj duljini ili gustoći spojeva tako da se u slučaju da su zadani višestruki udari razina udarne hrapavosti koju treba upotrijebiti u gornjoj jednadžbi izračunava ovako: (2.3.12.) pri čemu je LR,IMPACT SINGLE,i razina udarne hrapavosti uzeta za pojedini udar i nl je gustoća spojeva. Unaprijed zadana razina gustoće uzeta je za gustoću spojeva od nl = 0,01 m -1, što znači jedan spoj na 100 m kolosijeka. Situacije s različitim brojem spojeva aproksimiraju se prilagođavanjem gustoće spojeva nl. Treba napomenuti da se pri modeliranju trase i segmentacije pruge mora uzeti u obzir gustoća spojeva, što znači da možda bude neophodno uzeti odvojeni segment izvora za dio kolosijeka s više spojeva. LW,0 doprinosa kolosijeka, kotača / okretnog postolja i nadgrađa povećava se pomoću LR,IMPACT,i za +/ – 50 m ispred i iza spoja tračnica. U slučaju niza spojeva, povećanje se proširuje na – 50 m ispred prvog spoja i +50 m iza posljednjeg spoja. Primjenjivost tih spektara zvučne snage obično se provjerava na lokaciji. Za kolosijeke sa spojnicama uzima se unaprijed zadana vrijednost nl od 0,01. Cviljenje Cviljenje u luku kolosijeka je poseban izvor koji se odnosi samo na lukove pa je stoga lokaliziran. Budući da može biti značajan, potrebno ga je odgovarajuće opisati. Cviljenje u luku u pravilu ovisi o zakrivljenju, uvjetima trenja, brzini vlaka te geometriji i dinamici između tračnice i kotača. Razina emisije koju treba upotrijebiti određuje se za lukove s polumjerom manjim od ili jednakim 500 m i za oštrije lukove i grananja s polumjerima manjima od 300 m. Emisija buke treba biti posebna za svaki tip željezničkog vozila jer neki tipovi kotača i okretnih postolja mogu biti znatno manje skloni cviljenju od drugih. Primjenjivost tih spektara zvučne snage obično se provjerava na lokaciji, posebno u slučaju tramvaja. U jednostavnom pristupu buka cviljenja uzima se u obzir tako što se spektrima zvučne snage buke kotrljanja za sve frekvencije doda 8 dB za R < 300 m i 5 dB za 300 m < R < 500 m. Doprinos cviljenja primjenjuje se na dionice željezničkog/pružnog kolosijeka na kojima je polumjer unutar prethodno navedenih vrijednosti u duljini od barem 50 m kolosijeka. Buka vuče Iako je buka vuče obično posebna za svako tipično radno stanje (konstantna brzina, usporenje, ubrzanje i stanje mirovanja), jedina dva stanja za koja se vrši modeliranje su konstantna brzina (koja vrijedi i kad vlak usporava ili ubrzava) i stanje mirovanja. Modelirana snaga izvora odgovara jedino uvjetima maksimalnog opterećenja, a to daje vrijednosti LW,0,const,i = LW,0,idling,i. Također, LW,0,idling,i odgovara doprinosu svih fizičkih izvora zadanog vozila koji se mogu dodijeliti određenoj visini, u skladu s opisom iz točke 2.3.1. LW,0,idling,i izražava se kao statički izvor buke u stanju mirovanja za vrijeme trajanja stanja mirovanja te ga se treba upotrebljavati modeliranog kao stacionarni točkasti izvor u skladu s opisom iz sljedećeg poglavlja o buci industrijskih pogona i postrojenja. On se uzima u obzir samo ako su vlakovi u stanju mirovanja dulje od 0,5 sati. Te se vrijednosti mogu dobiti mjerenjem svih izvora za svako radno stanje ili se izvori mogu definirati pojedinačno tako što će se utvrditi njihova ovisnost o parametrima i relativna snaga. To se može postići mjerenjem na vozilu u stanju mirovanja time što će se mijenjati brzina osovine vučne opreme, u skladu s normom ISO 3095:2005. Potrebno je opisati više izvora buke vuče koji ne moraju svi izravno ovisiti o brzini vlaka u mjeri u kojoj su ti izvori važni: – buka pogonskog sustava, poput dizelskih motora (uključujući usisne i ispušne otvore i motor), prijenosnog mehanizma i električnih generatora, koja prije svega ovisi o broju okretaja motora u minuti (rpm), i buka električnih izvora poput transformatora, koja može uglavnom ovisiti o opterećenju, – buka ventilatora i sustava za hlađenje, koja ovisi o brzini okretaja ventilatora u minuti; u nekim slučajevima ventilatori mogu biti izravno spojeni na pogonsku grupu, – povremeni izvori poput kompresora, ventila i ostalih izvora koji posjeduju tipično trajanje rada i s odgovarajućom korekcijom emisije buke zbog radnog ciklusa. Budući da se svaki od tih izvora može ponašati različito za svako radno stanje, buka vuče navodi se ovisno o tome. Snaga izvora dobiva se mjerenjem pod kontroliranim uvjetima. Općenito, lokomotive će pokazati veću varijaciju u opterećenju jer mogu postojati znatne razlike u broju vagona koje vuku i time u izlaznoj snazi, dok fiksne kompozicije poput elektromotornih vlakova (EMV-ovi), dizelmotornih vlakova (DMV-ovi) i vlakova velike brzine imaju bolje definirano opterećenje. Zvučna snaga izvora nije unaprijed dodijeljena visinama izvora pa se taj izbor vrši ovisno o specifičnoj buci i vozilu koje se ocjenjuje. Modelira se na izvoru A (h = 1) i izvoru B (h = 2). Aerodinamička buka Aerodinamička buka važna je samo za brzine iznad 200 km/h pa je stoga prvo potrebno provjeriti je li uopće potrebna za ove primjene. Ako su hrapavost i prijenosne funkcije buke kotrljanja poznate, aerodinamička se buka može ekstrapolirati za veće brzine te se može usporediti s postojećim podacima za velike brzine kako bi se provjerilo stvara li aerodinamička buka više razine buke. Ako je brzina vlakova na mreži veća od 200 km/h, ali je ograničena na 250 km/h, u nekim slučajevima nije nužno uključiti aerodinamičku buku, ovisno o konstrukciji vozila. Doprinos aerodinamičke buke daje se kao funkcija brzine: (2.3.13.) (2.3.14.) pri čemu je: v0 brzina na kojoj je aerodinamička buka dominantna te je utvrđena na 300 km/h, LW,0,1,i referentna zvučna snaga izmjerena na najmanje dvije mjerne točke za izvore čije su visine izvora poznate, na primjer za prvo okretno postolje, LW,0,2,i referentna zvučna snaga izmjerena na najmanje dvije mjerne točke za izvore čije su visine izvora poznate, na primjer za visine udubine oduzimača struje, α1,i koeficijent utvrđen iz najmanje dvije mjerne točke za izvore čije su visine izvora poznate, na primjer za prvo okretno postolje, α2,i koeficijent utvrđen iz najmanje dvije mjerne točke za izvore čije su visine izvora poznate, na primjer za visine udubine oduzimača struje. Usmjerenost izvora Horizontalna usmjerenost ΔLW,dir,hor,i u dB zadana je u horizontalnoj ravnini te se može unaprijed pretpostaviti da je dipolna za učinke kotrljanja, udara (spojevi tračnica itd.), cviljenja, kočenja, ventilatora i aerodinamike, zadana za svaki i-ti frekvencijski pojas jednadžbom: (2.3.15.) Vertikalna usmjerenost ΔLW,dir,ver,i u dB zadana je u vertikalnoj ravnini za izvor A (h = 1) kao funkcija središnje frekvencije pojasa fc,i svakog i-tog frekvencijskog pojasa i za – π/2 < ψ < π/2 jednadžbom: (2.3.16.) Za izvor B (h = 2) za aerodinamički učinak: (2.3.17.) inače ΔLdir,ver,i = 0 Usmjerenost ΔLdir,ver,i ne uzima se u obzir za izvor B (h = 2) za druge utjecaje jer se za izvore B u tom položaju pretpostavlja svesmjernost. 2.3.3. Dodatni utjecaji Korekcija za strukturna emitiranja (mostovi i vijadukti) U slučaju kad se segment kolosijeka nalazi na mostu, neophodno je uzeti u obzir dodatnu buku nastalu vibracijom mosta zbog pobuđivanja uzrokovanog prisutnošću vlaka. Budući da zbog složenosti oblika mostova nije jednostavno modelirati emisiju mosta kao dodatnog izvora, za uvrštavanje buke mosta upotrebljava se povećanje buke kotrljanja. To se povećanje modelira isključivo dodavanjem fiksnog povećanja zvučnoj snazi buke za svaki tercni pojas. Kad se uzima korekcija, mijenja se samo zvučna snaga buke kotrljanja pa se upotrebljava novi LW,0,rolling and bridge,i umjesto LW,0,rolling-only,i: (2.3.18.) pri čemu je Cbridge konstanta koja ovisi o tipu mosta, a LW,0,rolling only,i zvučna snaga buke kotrljanja na zadanom mostu koja ovisi samo o svojstvima vozila i kolosijeka. Korekcija za ostale izvore povezane sa željeznicom Moguća je prisutnost različitih drugih izvora koji su povezani sa pružnom bukom, poput spremišta, područja za utovar i istovar, kolodvora i stajališta, zvona, kolodvorskih zvučnika itd. Prema tim se izvorima treba postupati kao prema izvorima buke industrijskih pogona i postrojenja (stacionarni izvori buke) pa ih prema potrebi treba modelirati u skladu sa sljedećim poglavljem o buci industrijskih pogona i postrojenja. 2.4. Buka industrijskih pogona i postrojenja 2.4.1. Opis izvora Klasifikacija vrsta izvora (točkasti, linijski, površinski) Dimenzije industrijskih izvora mogu biti vrlo različite. Ti izvori mogu biti veliki industrijski pogoni i mali, koncentrirani izvori poput malih alata ili strojeva koji se upotrebljavaju u tvornicama. Stoga je neophodno upotrijebiti prikladnu tehniku modeliranja za specifičan izvor koji se ocjenjuje. Ovisno o dimenzijama i načinu na koji je više pojedinih izvora razmješteno na nekom području, pri čemu svaki od njih pripada istoj industrijskoj lokaciji, te se izvore može modelirati kao točkaste, linijske ili površinske. U praksi se izračuni učinka buke uvijek temelje na točkastim izvorima, ali nekoliko se točkastih izvora može upotrijebiti za prikaz stvarnog složenog izvora koji se uglavnom nalazi na nekoj liniji ili površini. Broj i položaj ekvivalentnih izvora zvuka Stvarni se izvori zvuka modeliraju korištenjem ekvivalentnih izvora zvuka koje predstavljaju jedan ili više točkastih izvora tako da ukupna zvučna snaga stvarnih izvora odgovara zbroju pojedinih zvučnih snaga dodijeljenih različitim točkastim izvorima. Opća pravila koja treba primjenjivati u definiranju broja točkastih izvora koji će se upotrijebiti su: • linijski ili točkasti izvori kod kojih je najveća dimenzija manja od 1/2 udaljenosti između izvora i prijemnika mogu se modelirati kao jedan točkasti izvor, • izvori kod kojih je najveća dimenzija veća od 1/2 udaljenosti između izvora i prijemnika trebaju se modelirati kao niz nekoherentnih točkastih izvora na pravcu ili kao niz nekoherentnih točkastih izvora na nekoj površini tako da za svaki od tih izvora bude ispunjen uvjet 1/2 udaljenosti. Razdioba na nekoj površini može uključivati vertikalnu distribuciju točkastih izvora, • posebnu je pozornost potrebno pridati visini izvora za izvore kod kojih su najveće dimenzije po visini iznad 2 m ili blizu razine tla. Udvostručenje broja izvora, uz njihovu ponovnu razdiobu samo po z-osi, ne mora dovesti do znatno boljeg rezultata za taj izvor, • u slučaju bilo kojeg izvora udvostručenje broja izvora na površini izvora (u svim dimenzijama) ne mora dovesti do znatno boljeg rezultata. Položaj ekvivalentnih izvora zvuka ne može biti fiksan, s obzirom na velik broj konfiguracija koje mogu postojati na industrijskoj lokaciji. Obično će se primjenjivati najbolja praktična rješenja. Emisija zvučne snage Općenito Sljedeće informacije predstavljaju potpun skup ulaznih podataka za izračune širenja (propagacije) zvuka metodama koje treba upotrebljavati za izradu karata buke: • spektar emitirane razine zvučne snage u oktavnim pojasevima, • radno vrijeme (dan, večer, noć, prema godišnjem prosjeku), • lokacija (koordinate x,
13. y)i nadmorska visina (
14. z)izvora buke, • vrsta izvora (točkasti, linijski, površinski), • dimenzije i orijentacija, • radni uvjeti izvora, • usmjerenost izvora. Zvučne snage točkastih, linijskih i površinskih izvora moraju se definirati: • za točkasti izvor, kao zvučna snaga LW i usmjerenost kao funkcija tri ortogonalne koordinate (x, y, z), • mogu se definirati dvije vrste linijskih izvora: • za linijske izvore koji prikazuju transportne trake, cjevovode itd., kao zvučna snaga po metru duljine LW’ i usmjerenost kao funkcija dviju ortogonalnih koordinata u odnosu na os linijskog izvora, • za linijske izvore koji prikazuju vozila u kretanju, kao svaka povezana zvučna snaga LW i usmjerenost kao funkcija dviju ortogonalnih koordinata u odnosu na os linijskog izvora i zvučna snaga po metru LW’ dobivena pomoću brzine i broja vozila koja putuju na tom pravcu po danu, večeri i noći; Korekcija za radno vrijeme, koju treba dodati snazi zvučnog izvora kako bi se dobila korigirana zvučna snaga koju treba upotrebljavati za izračune tijekom svakog vremenskog razdoblja, CW u dB, izračunava se jednadžbom: (2.4.1.) Pri čemu je: V brzina vozila [km/h], n broj prolazaka vozila u razdoblju [-], l ukupna duljina izvora [m], • za površinske izvore zvuka, kao zvučna snaga po kvadratnom metru LW/m2 i bez usmjerenosti (može biti horizontalna ili vertikalna). Radno je vrijeme ključna ulazna vrijednost za izračun razina buke. Radno se vrijeme zadaje za razdoblje dana, večeri i noći, ali se, ako se za širenje upotrebljavaju različite meteorološke klase definirane za svako razdoblje dana, noći i večeri, mora zadati detaljnija podjela radnog vremena za podrazdoblja koja odgovaraju distribuciji meteoroloških klasa. Te se informacije temelje na godišnjem prosjeku. Korekcija za radno vrijeme, koju treba dodati snazi zvučnog izvora kako bi se dobila korigirana zvučna snaga koja se upotrebljava za izračune tijekom svakog vremenskog razdoblja, CW u dB, izračunava se jednadžbom: (2.4.2.) pri čemu: T je vrijeme aktivnog izvora po razdoblju na temelju uprosječenog godišnjeg stanja, u satima, Tref je referentno vremensko razdoblje u satima (na primjer, dan je 12 sati, večer je 4 sata, noć je 8 sati). Za dominantnije izvore korekcija za prosječno godišnje radno vrijeme procjenjuje se barem unutar dopuštenog odstupanja od 0,5 dB kako bi se postigla prihvatljiva točnost (ekvivalent nesigurnosti ispod 10 % u definiciji aktivnog razdoblja za izvor). Usmjerenost izvora Usmjerenost izvora snažno je povezana s položajem ekvivalentnog izvora zvuka u odnosu na obližnje površine. Budući da metoda širenja uzima u obzir refleksije od bliskih površina i apsorpciju zvuka, neophodno je pažljivo razmotriti položaj bliskih površina. U pravilu se uvijek razlikuju dva slučaja: – zvučna snaga i usmjerenost izvora utvrđuju se i zadaju u odnosu na određeni stvarni izvor koji je smješten u slobodno zvučno polje (isključujući utjecaj tla). To se slaže s definicijama u pogledu širenja ako se pretpostavi da nema bliskih površina na udaljenosti od najmanje 0,01 m od izvora, a površine na udaljenosti od 0,01 m ili više su uključene u izračun širenja, – zvučna snaga i usmjerenost izvora utvrđuju se i zadaju u odnosu na određeni stvarni izvor koji je smješten na specifičnu lokaciju pa su stoga zvučna snaga i usmjerenost izvora zapravo »ekvivalentne« jer uključuju modeliranje utjecaja bliskih površina. To se definira kao »poluslobodno zvučno polje« u skladu s definicijama u vezi sa širenjem. U tom se slučaju modelirane bliske površine isključuju iz izračuna širenja. Usmjerenost se u izračunu izražava kao faktor ΔLW,dir,xyz (x, y,
15. z)koji treba dodati zvučnoj snazi kako bi se dobila prava usmjerena zvučna snaga referentnog zvučnog izvora kakva se vidi u širenju zvuka u zadanom smjeru. Taj se faktor može iskazati kao funkcija vektora smjera koji se definira pomoću (x,y,
16. z)u . Usmjerenost se također može izraziti korištenjem drugih koordinatnih sustava poput kutnog sustava. 2.5. Izračun širenja buke za cestovne, željezničke i industrijske izvore 2.5.1. Područje primjene i primjenjivost metode U ovom se dokumentu određuje metoda za izračun prigušenja buke prilikom širenja u vanjskom prostoru. Uz poznata svojstva izvora ovom se metodom predviđa ekvivalentna kontinuirana razina zvučnog tlaka u točki prijemnika koja odgovara dvjema posebnim vrstama atmosferskih uvjeta, a to su: • uvjeti širenja uz lom (refrakciju) prema dolje (pozitivni vertikalni gradijent efektivne brzine zvuka) od izvora do prijemnika, • homogeni atmosferski uvjeti (nulti vertikalni gradijent efektivne brzine zvuka) u cijelom području širenja. Metoda izračuna opisana u ovom dokumentu odnosi se na infrastrukture industrije i kopnenog prometa. Stoga se posebno odnosi na cestovne i željezničke infrastrukture. U područje primjene ove metode uključen je zračni promet samo za buku koja se stvara pri operacijama na tlu te u njega nije uključeno uzlijetanje i slijetanje. Industrijske infrastrukture koje emitiraju impulsne šumove ili jake tonalne buke iz norme ISO 1996-2:2007 ne ulaze u područje primjene ove metode. Metoda izračuna ne daje rezultate za uvjete širenja uz lom (refrakciju) prema gore (negativni vertikalni gradijent efektivne brzine zvuka), ali ti se uvjeti aproksimiraju homogenim uvjetima pri izračunu Lden. Kako bi se izračunalo prigušenje zbog apsorpcije u atmosferi za prometnu infrastrukturu, temperatura i vlaga izračunavaju se u skladu s normom ISO 9613-1:1996. Metodom se dobivaju rezultati po oktavnim pojasevima od 63 Hz do 8000 Hz. Izračuni se rade za svaku središnju frekvenciju. Djelomični zasloni i prepreke koji su pri modeliranju ukošeni preko 15 stupnjeva u odnosu na vertikalu ne spadaju u područje primjene ove metode izračuna. Jedan se zaslon izračunava kao jedan izračun difrakcije (ogiba), a dva ili više zaslona na jednom putu uzimaju se kao uzastopni niz pojedinih difrakcija primjenom u nastavku opisanog postupka. 2.5.2. Korištene definicije Sve udaljenosti, visine, dimenzije i nadmorske visine u ovom dokumentu izražavaju se u metrima (m). Zapis MN znači udaljenost u 3 dimenzije (3D) između točaka M i N koja je izmjerena na pravcu koji povezuje te točke. Zapis MˆN znači duljina krivulje između točaka M i N pod povoljnim uvjetima. Uobičajeno je da se stvarne visine mjere vertikalno u smjeru okomitom na vodoravnu ravninu. Visine točaka iznad lokalnog tla označavaju se slovom h, apsolutne visine točaka i apsolutna visina tla označavaju se slovom H. Kako bi se uzeo u obzir stvarni reljef duž puta širenja, uvodi se pojam »ekvivalentne visine« koji se označava slovom z. Njime se zamjenjuju stvarne visine u jednadžbama za utjecaj tla. Razine zvuka, označene velikim slovom L, izražene su u decibelima (dB) po frekvencijskom pojasu kad se ispusti indeks A. Razinama zvuka u decibelima dB(A) zadaje se indeks A. Zbroj razina zvuka iz međusobno nekoherentnih izvora označava se znakom u skladu sa sljedećom definicijom: (2.5.1.) 2.5.3. Geometrijska razmatranja Segmentacija izvora Stvarni izvori opisuju se skupom točkastih izvora ili, u slučaju pružnog ili cestovnog prometa, nekoherentnih linijskih izvora. U primjeni metode širenja pretpostavlja se da su linijski ili površinski izvori prethodno podijeljeni kako bi ih se prikazalo nizom ekvivalentnih točkastih izvora. To se moglo napraviti u preliminarnoj obradi izvornih podataka ili se može napraviti u prvom koraku u softveru za izračune. Način na koji se to radi nije obuhvaćen opsegom ove metodologije. Putovi širenja U metodi se upotrebljava geometrijski model koji se sastoji od skupa povezanih površina na tlu i površina prepreka. Put vertikalnog širenja primjenjuje se na jednoj ili više vertikalnih ravnina u odnosu na horizontalnu ravninu. U slučaju putanja koje sadrže refleksije s vertikalnih površina koje nisu ortogonalne na upadnu ravninu, poslije se uzima još jedna vertikalna ravnina na kojoj se nalazi reflektirani dio puta širenja. U tim se slučajevima, kad se koristi više vertikalnih ravnina za opisivanje cijele putanje od izvora do prijemnika, vertikalne ravnine potom izravnavaju poput kineskog paravana na rasklapanje. Značajne visine iznad tla Ekvivalentne visine dobivaju se iz središnje ravnine tla između izvora i prijemnika. To zamjenjuje stvarno tlo zamišljenom ravninom koja predstavlja srednji profil zemlje. 1: Stvarni reljef 2: Središnja ravnina Slika 2.5.a: Ekvivalentne visine u odnosu na tlo Ekvivalentna visina točke je njezina ortogonalna visina u odnosu na srednju ravninu tla. Stoga se mogu definirati visina ekvivalentnog izvora zs i visina ekvivalentnog prijemnika zr. Udaljenost između izvora i prijemnika projicirana na središnju ravninu tla obilježava se s dp. Ako ekvivalentna visina točke postane negativna, to jest, ako se točka nalazi ispod središnje ravnine tla, zadržava se nulta visina, a ekvivalentna točka je jednaka sa svojom mogućom slikom. Izračun središnje ravnine Na ravnini puta širenja topografija (uključujući teren, humke, nasipe i druge ljudske prepreke, zgrade...) se može opisati uređenim skupom diskretnih točaka (xk, Hk); k є {1,…,n}. Taj skup točaka definira poliliniju ili, ekvivalentno, niz dužina Hk = akx+bk, x є [xk, xk+1]; k є {1,….n}, pri čemu je: (2.5.2.) Središnja se ravnina prikazuje pravcem Z = ax+b; x є [x1, xn] koji se prilagođava poliliniji aproksimacijom najmanjih kvadrata. Jednadžba središnjeg pravca može se riješiti analitički. Korištenjem jednadžbi: (2.5.3.) Koeficijenti pravca dobivaju se jednadžbama: (2.5.4.) Pri čemu se dužine s xk+1 = xk zanemaruju pri rješavanju jednadžbe 2.5.3. Refleksija od pročelja zgrada i drugih vertikalnih prepreka Doprinosi refleksija uzimaju se u obzir uvođenjem zrcalnih izvora u skladu s opisom u nastavku. 2.5.4. Model širenja zvuka Za prijemnik R izračuni se rade u skladu sa sljedećim koracima: 1) na svakom putu širenja: – izračun prigušenja u povoljnim uvjetima, – izračun prigušenja u homogenim uvjetima, – izračun dugotrajne razine zvuka za svaki put; 2) nakupljanje dugotrajnih razina zvuka za sve putove koji utječu na određeni prijemnik, čime se omogućuje da se ukupna razina zvuka izračuna na točki prijemnika. Potrebno je napomenuti da meteorološki uvjeti utječu samo na prigušenja zbog utjecaja tla (Aground) i difrakcije (Adif). 2.5.5. Postupak izračuna Za točkasti izvor S usmjerene snage zvuka Lw,0,dir i zadanog frekvencijskog pojasa ekvivalentna kontinuirana razina zvučnog tlaka na točki prijemnika R pod zadanim atmosferskim uvjetima dobiva se u skladu sa sljedećim jednadžbama. Razina zvuka u povoljnim uvjetima (LF) za put (S,R) (2.5.5.) Član AF predstavlja ukupno prigušenje na putu širenja pod povoljnim uvjetima te se rastavlja na sljedeći način: (2.5.6.) pri čemu: Adiv je prigušenje zbog geometrijske divergencije, Aatm je prigušenje zbog apsorpcije u atmosferi, Aboundary,F je prigušenje zbog rubnih uvjeta u propagacijskom mediju pod povoljnim uvjetima. Ono može sadržavati sljedeće članove: Aground,F što je prigušenje zbog tla pod povoljnim uvjetima, Adif,F što je prigušenje zbog difrakcije pod povoljnim uvjetima. Za zadani put i frekvencijski pojas moguća su sljedeća dva scenarija: – ili se Aground,F izračunava bez difrakcije (Adif,F = 0 dB) i Aboundary,F = Aground,F, ili se izračunava Adif,F . Utjecaj tla uzima se u obzir u samoj jednadžbi za Adif,F (Aground,F = 0 dB). Time se dobiva Aboundary,F = Adif,F. Razina zvuka u homogenim uvjetima (LH) za put (S,R) Postupak je izričito identičan onom u slučaju povoljnih uvjeta prikazanom u prethodnom dijelu. (2.5.7.) Član AH predstavlja ukupno prigušenje na putu širenja pod homogenim uvjetima te se rastavlja na sljedeći način: (2.5.8.) pri čemu: Adiv je prigušenje zbog geometrijske divergencije, Aatm je prigušenje zbog apsorpcije u atmosferi, Aboundary,H je prigušenje zbog rubnih uvjeta u propagacijskom mediju pod homogenim uvjetima. Ono može sadržavati sljedeće članove: Aground,H što je prigušenje zbog tla pod homogenim uvjetima, Adif,H što je prigušenje zbog difrakcije pod homogenim uvjetima. Za zadani put i frekvencijski pojas moguća su sljedeća dva scenarija: – ili se Aground,H izračunava bez difrakcije (Adif,H = 0 dB), a Aboundary,H = Aground,H, – ili se izračunava Adif,H (Αground,H = 0 dB). Utjecaj tla uzima se u obzir u samoj jednadžbi za Adif,H. Time se dobiva Aboundary,H = Adif,H. Statistički pristup u urbanim prostorima za put širenja (S,R) U urbanim je prostorima dopušten statistički pristup izračunu širenja zvuka iza prvog reda zgrada pod uvjetom da je takva metoda odgovarajuće dokumentirana, što podrazumijeva i odgovarajuće informacije o kvaliteti metode. Ova metoda može zamijeniti izračun Aboundary,H i Aboundary,F aproksimacijom ukupnog prigušenja za izravni put i sve refleksije. Izračun će se temeljiti na prosječnoj gustoći zgrada i na prosječnoj visini svih zgrada u prostoru. Dugotrajna zvučna razina za put širenja (S,R) »Dugotrajna« razina zvuka duž puta širenja iz zadanog točkastog izvora dobiva se iz logaritamskog zbroja vrednovane zvučne energije pod homogenim uvjetima i zvučne energije pod povoljnim uvjetima. Te se razine zvuka vrednuju prema srednjem broju pojava p povoljnih uvjeta u smjeru puta širenja (S,R): (2.5.9.) Napomena: Vrijednosti pojava za p izražene su u postocima. Na primjer, ako je vrijednost pojava 82 %, jednadžba (2.5.9.) bi imala p = 0,82. Dugotrajne zvučne razine u točki R za sve putove širenja Ukupna dugotrajna zvučna razina na prijemniku za neki frekvencijski pojas dobiva se zbrajanjem energetskih doprinosa iz svih putova N, uključujući sve tipove: (2.5.10.) pri čemu: n je indeks putova između S i R. U nastavku je opisano kako se pomoću zrcalnih izvora uzimaju u obzir refleksije. Postotak pojava povoljnih uvjeta u slučaju puta koji se reflektira od vertikalne prepreke identičan je pojavama na izravnom putu. Ako je S' zrcalni izvor S, tad se pojava p’ puta (S’,R) smatra jednakom pojavi p puta (Si ,R). Dugotrajne zvučne razine na točki R u decibelima A (dBA) Ukupna zvučna razina u decibelima A (dBA) dobiva se zbrajanjem razina u svakom frekvencijskom pojasu: (2.5.11.) pri čemu je i indeks frekvencijskog pojasa. AWC je A-vrednovana korekcija u skladu s međunarodnom normom IEC 61672-1:2003. Ta razina LAeq,LT je konačni rezultat, to jest, dugotrajna A-vrednovana razina zvučnog tlaka na točki prijemnika u određenom referentnom vremenskom razdoblju (to jest, dan, večer, noć ili neko kraće razdoblje unutar dana, večeri ili noći). 2.5.6. Izračun širenja buke za cestovne, željezničke i industrijske izvore Geometrijska divergencija Prigušenje zbog geometrijske divergencije Adiv odgovara smanjenju razine zvuka zbog udaljenosti širenja. Za točkasti izvor zvuka u slobodnom zvučnom polju prigušenje u dB dobiva se jednadžbom: (2.5.12.) pri čemu je d izravna trodimenzionalna udaljenost između izvora i prijemnika. Atmosferska apsorpcija Prigušenje zbog apsorpcije u atmosferi Aatm tijekom širenja na udaljenosti d dobiva se u dB jednadžbom: (2.5.13.) pri čemu: d je izravna trodimenzionalna udaljenost između izvora i prijemnika u m, αatm je koeficijent atmosferskog prigušenja u dB/km na nazivnoj središnjoj frekvenciji za svaki frekvencijski pojas u skladu s normom ISO 9613-1. Vrijednosti koeficijenta αatm dane su za temperaturu 15 °C, relativnu vlažnost 70 % i atmosferski tlak 101 325 Pa. Izračunavaju se s točnim središnjim frekvencijama frekvencijskog pojasa. Te su vrijednosti sukladne s normom ISO 9613-1. Ako su meteorološki podaci dostupni, upotrebljava se dugoročni meteorološki prosjek. Utjecaj tla Prigušenje zbog utjecaja tla uglavnom je rezultat interferencije između reflektiranog zvuka i zvuka koji se širi izravno od izvora do prijemnika. To je prigušenje fizički povezano s akustičkom apsorpcijom tla iznad kojeg se zvučni val širi. Međutim, ono je također znatno ovisno o atmosferskim uvjetima za vrijeme širenja jer lom zrake mijenja visinu puta iznad tla pa čini utjecaj tla i tlo blizu izvora više ili manje znatnim. U slučaju da na širenje između izvora i prijemnika utječe prepreka na ravnini širenja, utjecaj tla izračunava se odvojeno na strani izvora i na strani prijemnika. U tom se slučaju zs i zr odnose na položaj ekvivalentnog izvora i/ili prijemnika prema kasnije navedenom na mjestu gdje je prikazana jednadžba za izračun difrakcije Adif. Akustičko opisivanje tla Svojstva akustičke apsorpcije tla uglavnom su povezana s njegovom poroznosti. Zbijeno je tlo u načelu reflektivnije, a porozno jače apsorbira. Za potrebe radnog izračuna akustička se apsorpcija tla predstavlja bezdimenzionalnim koeficijentom G čije su vrijednosti između 0 i 1. Koeficijent G nije ovisan o frekvenciji. U tablici 2.5.a dane su vrijednosti koeficijenta G za tlo u vanjskom prostoru. Općenito, prosječne vrijednosti koeficijenta G na putu širenja su između 0 i 1. Tablica 2.5.a: Vrijednosti koeficijenta G za različite tipove tla Opis Tip (kPa·s/m2) Vrijednost koeficijenta G Vrlo meko (snijeg ili nalik na mahovinu) A 12,5 1 Meko šumsko tlo (nisko, gusto raslinje nalik na vrijesak ili debelu mahovinu) B 31,5 1 Nezbijeno, rahlo tlo (treset, trava, rahlo tlo) C 80 1 Normalno nezbijeno tlo (šumsko tlo, pašnjaci) D 200 1 Zbijeno tlo i šljunak (zbijeni travnjaci, područja parkova) E 500 0,7 Zbijeno gusto tlo (šljunčana cesta, parkiralište) F 2000 0,3 Tvrde površine (uglavnom normalni asfalt, beton) G 20 000 0 Vrlo tvrde i guste površine (gusti asfalt, beton, voda) H 200 000 0 Gpath se definira kao udio apsorbirajućeg tla na cijelom putu širenja. Kad su izvor i prijemnik toliko blizu da dp ≤ 30(zs + zr), razlika između tipa tla koje se nalazi blizu izvora i tipa tla koje se nalazi blizu prijemnika je zanemariva. Kako bi se ova napomena uzela u obzir, faktor tla Gpath se na kraju korigira na sljedeći način: (2.5.14.) pri čemu je Gs faktor tla na području izvora. Gs = 0 za ravne plohe cesta[1](Apsorpcija poroznih cestovnih površina uzima se u obzir u modelu emisije.) i kolosijeke na čvrstoj podlozi. Gs = 1 za željezničke/pružne kolosijeke na zastoru. Za izvore buke industrijskih pogona i postrojenja ne postoji opći odgovor. G se može povezati s otporom toka zraka. Slika 2.5.b: Određivanje koeficijenta tla Gpath na putu širenja Sljedeća dva pododjeljka o izračunima pod homogenim i povoljnim uvjetima uvode opće zapise i za apsorpciju tla. U tablici 2.5.b navodi se slaganje između tih zapisa i varijabli Gpath i G’path. Tablica 2.5.b: Slaganje između i i (Gpath, G’path) Izračuni pod homogenim uvjetima Prigušenje zbog utjecaja tla pod homogenim uvjetima izračunava se sljedećim jednadžbama: ako Gpath ≠ 0 (2.5.15.) pri čemu: je nazivna središnja frekvencija promatranog frekvencijskog pojasa u Hz, c je brzina zvuka u zraku za čiju se vrijednost uzima 340 m/s, a Cf se definira jednadžbom: (2.5.16.) pri čemu se vrijednosti w dobivaju iz sljedeće jednadžbe: (2.5.17.) može biti jednak bilo Gpath bilo G’path, ovisno o tome izračunava li se utjecaj tla s ili bez difrakcije i ovisno o prirodi tla ispod izvora (stvarnog izvora ili izvora difrakcije). To je navedeno u sljedećim pododjeljcima i sažeto u tablici 2.5.b. (2.5.18.) je donja međa od Aground,H. Za put (Si,R) pod homogenim uvjetima bez difrakcije: ako Gpath = 0 : Aground,H = ‒3 dB S difrakcijom, pogledajte odjeljak o difrakciji za definicije Član uzima u obzir činjenicu da ploha ceste više nije prva refleksija u odnosu na izvor u slučaju da su izvor i prijemnik vrlo razdvojeni, nego je to tada prirodno tlo. Izračuni pod povoljnim uvjetima Utjecaj tla pod povoljnim uvjetima izračunava se jednadžbom za Aground,H, ali ju je potrebno izmijeniti na sljedeći način: Ako Gpath ≠ 0
17. a)u jednadžbi za Aground,H, visine zs i zr zamjenjuju se sa zs + δ zs + δ zT i zr + δ zr + δ zT, tim redom, pri čemu (2.5.19.) ao =2 x 10-4 m-1 je obrnuto od polumjera zakrivljenosti krivulje
18. b)donja međa od Aground,F ovisi o geometriji puta širenja: (2.5.20.) ako Gpath = 0 Aground,F, = Aground,F,min Korekcije za visinu δ zs i δ zr prenose učinak loma zvučne zrake. δ zT uvrštava utjecaj turbulencije. može također biti jednak bilo Gpath bilo G’path, ovisno o tome izračunava li se utjecaj tla s ili bez difrakcije i ovisno o prirodi tla ispod izvora (stvarnog izvora ili izvora difrakcije). To je navedeno u sljedećim pododjeljcima. Za put (Si,R) pod povoljnim uvjetima bez difrakcije: = Gpath u jednadžbi (2.5.17.), = G’path. S difrakcijom, pogledajte sljedeći odjeljak za definicije i . Difrakcija Općenito, difrakciju treba proučavati na vrhu svake prepreke koja se nalazi na putu širenja. Ako put širenja prolazi »dovoljno visoko« iznad brida difrakcije, može se zadati Adif = 0 i izračunati izravan pogled, posebno kad se procjenjuje Aground. U praksi se za središnju frekvenciju svakog frekvencijskog pojasa uspoređuje razlika puta δ s vrijednosti – λ / 20. Ako prepreka ne uzrokuje difrakciju, što se, na primjer, utvrdi na temelju Rayleighjeva kriterija, nije potrebno izračunati Adif za razmatrani frekvencijski pojas. Drugim riječima, u tom slučaju Adif = 0. U suprotnom se Adif izračunava prema opisu u nastavku ovog dijela. Ovo se pravilo primjenjuje pod homogenim i pod povoljnim uvjetima, za jednu difrakciju i za višestruku difrakciju. Kad se za zadani frekvencijski pojas napravi izračun u skladu s postupkom opisanim u ovom odjeljku, Aground se određuje kao jednak 0 dB pri izračunu ukupnog prigušenja. Utjecaj tla uzima se izravno u obzir u općoj jednadžbi za izračun difrakcije. Ovdje predložene jednadžbe upotrebljavaju se za obradu difrakcija na tankim zaslonima, debelim zaslonima, zgradama, zemljanim uzvisinama (prirodnim ili umjetnim) i rubovima nasipa, usjeka i vijadukata. Ako se na putu širenja naiđe na više prepreka koje izazivaju difrakciju, te se prepreke uzimaju kao višestruka difrakcija primjenom postupka opisanog u sljedećem odjeljku za izračun razlike puta. Ovdje prikazani postupci koriste se za izračun prigušenja pod homogenim uvjetima i pod povoljnim uvjetima. Lom zrake uzima se u obzir u izračunu za razliku puta i za izračun utjecaja tla prije i poslije difrakcije. Opća načela Slika 2.5.c prikazuje opću metodu za izračun prigušenja zbog difrakcije. Ova se metoda temelji na razbijanju puta širenja u dva dijela: put »od izvora«, koji se proteže od izvora do točke difrakcije, i put »do prijemnika«, koji se proteže od točke difrakcije do prijemnika. Izračunava se sljedeće: • utjecaj tla, od izvora, ∆ground(S,O), • utjecaj tla, do prijemnika, ∆ground(O,R), • i tri difrakcije: • između izvora S i prijemnika R: ∆dif(S,R), • između zrcalnog izvora S’ i R: ∆dif(S’,R), • između S i prijemnika vala iz zrcalnog izvora R’: ∆dif(S,R’). 1: Od izvora 2: Do prijemnika Slika 2.5.c: Geometrija izračuna prigušenja zbog difrakcije pri čemu: S je izvor, R je prijemnik, S’ je zrcalni izvor u odnosu na središnju ravninu tla na dijelu od izvora, R’ je prijemnik vala iz zrcalnog izvora u odnosu na središnju ravninu tla na dijelu do prijemnika, O je točka difrakcije, zs je ekvivalentna visina izvora S odnosu na središnju ravninu tla na dijelu od izvora, zo,s je ekvivalentna visina točke difrakcije O u odnosu na središnju ravninu tla na dijelu od izvora, zr je ekvivalentna visina prijemnika R u odnosu na središnju ravninu na dijelu do prijemnika, zo,r je ekvivalentna visina točke difrakcije O u odnosu na središnju ravninu tla na dijelu do prijemnika. Nepravilnost tla između izvora i točke difrakcije te između točke difrakcije i prijemnika uzima se u obzir korištenjem ekvivalentnih visina izračunanih u odnosu na središnju ravninu tla, prvo na strani od izvora, a onda na strani do prijemnika (dvije središnje ravnine tla), u skladu s metodom opisanom u pododjeljku o znatnim visinama iznad tla. Čista difrakcija Za čistu difrakciju bez utjecaja tla prigušenje je zadano: (2.5.21.) pri čemu: Ch = 1 (2.5.22.) λ je valna duljina u nazivnoj središnjoj frekvenciji razmatranog frekvencijskog pojasa, δ je razlika puta između puta difrakcije i izravnog puta (vidjeti sljedeći pododjeljak o izračunu razlike puta), C" je koeficijent koji se upotrebljava kako bi se u obzir uzele višestruke difrakcije: C" = 1 za jednu difrakciju. U slučaju višestruke difrakcije, ako je e ukupna udaljenost puta, od O1 do O2 + od O2 do O3 + od O3 do O4 na temelju »metode elastičnog pojasa«, (vidjeti slike 2.5.d i 2.5.
19. f)i ako je e veće od 0,3 m (inače je C" = 1), taj se koeficijent definira izrazom: (2.5.23.) Vrijednost ∆dif se ograničava: • ako ∆dif < 0: ∆dif = 0 dB • ako ∆dif > 25: ∆dif = 25 dB za difrakciju na horizontalnom bridu i samo za član ∆dif koji se nalazi u izračunu Adif. Ova se gornja međa ne primjenjuje u članovima ∆dif koji utječu na izračun ∆ground ili za difrakciju na vertikalnom bridu (lateralna difrakcija) u slučaju izrade karte industrijske buke. Izračun razlike puta Razlika puta δ izračunava se na vertikalnoj ravnini na kojoj se nalaze izvor i prijemnik. Radi se o aproksimaciji u vezi s Fermatovim principom. Aproksimacija je ovdje (linijski izvori) i dalje primjenjiva. Razlika puta δ izračunava se u skladu sa sljedećim slikama, na temelju situacija na koje se naiđe. Homogeni uvjeti Slika 2.5.d: Izračun razlike puta pod homogenim uvjetima. O, O1 i O2 su točke difrakcije Napomena: Za svaku je konfiguraciju zadan izraz δ. Povoljni uvjeti Slika 2.5.e: Izračun razlike puta pod povoljnim uvjetima (jedna difrakcija) Pod povoljnim se uvjetima smatra da tri zakrivljene zvučne zrake imaju identičnu zakrivljenost krivulje koja se definira jednadžbom: (2.5.24.) Duljina zvučne zrake krivulje MN zapisuje se kao pod povoljnim uvjetima. Ta je duljina jednaka: (2.5.25.) U načelu, potrebno je razmotriti tri scenarija u izračunu razlike puta pod povoljnim uvjetima δF (vidjeti sliku 2.5.e). U praksi su dovoljne dvije jednadžbe: • ako je pravocrtna zvučna zraka SR zakrivena preprekom (1. i 2. slučaj na slici 2.5.e): (2.5.26.) • ako pravocrtna zvučna zraka SR nije zakrivena preprekom (3. slučaj na slici 2.5.e): (2.5.27.) pri čemu je A sjecište pravocrtne zvučne zrake SR i produljenja od prepreke koja uzrokuje difrakciju. Za višestruke difrakcije pod povoljnim uvjetima: • potrebno je odrediti konveksnu ljusku koju definiraju razni potencijalni bridovi difrakcije, • ukloniti bridove difrakcije koji se ne nalaze na rubu konveksne ljuske, • izračunati δF utemeljen na duljinama zakrivljene zvučne zrake tako što će se staza difrakcije razbiti u onoliko zakrivljenih segmenata koliko bude potrebno (vidjeti sliku 2.5.
20. f)(2.5.28.) Slika 2.5.f: Primjer izračuna razlike puta pod povoljnim uvjetima u slučaju višestrukih difrakcija U scenariju prikazanom na slici 2.5.f razlika puta je: (2.5.29.) Izračun prigušenja Adif Prigušenje zbog difrakcije, u kojem su uzeti u obzir utjecaji tla na stranama od izvora i do prijemnika, izračunava se u skladu sa sljedećim općim jednadžbama: (2.5.30.) pri čemu: • 1397319796∆dif (S,R) je prigušenje zbog difrakcije između izvora S i prijemnika R, • 1397319796∆ground(S,O) je prigušenje zbog utjecaja tla na strani od izvora, vrednovano difrakcijom na strani od izvora; pri čemu se podrazumijeva da je O = O1 u slučaju višestrukih difrakcija kao na slici 2.5.f, • 1397319796∆ground(O,R) je prigušenje zbog učinka tla na strani do prijemnika, vrednovano difrakcijom na strani do prijemnika (vidjeti sljedeći pododjeljak o izračunu člana ∆ground(O,R)). Izračun člana ∆ground(S,O) (2.5.31.) pri čemu: • 1397319796Aground(S,O) je prigušenje zbog utjecaja tla između izvora S i točke difrakcije O. Taj se član izračunava prema navedenom u prethodnom pododjeljku o izračunima pod homogenim uvjetima i u prethodnom pododjeljku o izračunu pod povoljnim uvjetima, uz sljedeće hipoteze: • 1397319796zr=zo,s, • 1397319796Gpath se izračunava između S i O, • pod homogenim uvjetima: = G’path u jednadžbi (2.5.17.), = G’path u jednadžbi (2.5.18.), • pod povoljnim uvjetima: = Gpath u jednadžbi (2.5.17.), = G’path u jednadžbi (2.5.20.), • 1397319796∆dif(S’,R) je prigušenje zbog difrakcije između zrcalnog izvora S’ i R, izračunano kao u prethodnom pododjeljku o čistoj difrakciji, • 1397319796∆dif(S,R) je prigušenje zbog difrakcije između S i R, izračunano kao u pododjeljku VI.4.4.b. Izračun člana ∆ground(O,R) (2.5.32.) pri čemu: • 1397319796Aground (O,R) je prigušenje zbog utjecaja tla između točke difrakcije O i prijemnika R. Taj se član izračunava prema navedenom u prethodnom pododjeljku o izračunu pod homogenim uvjetima i u prethodnom pododjeljku o izračunu pod povoljnim uvjetima, uz sljedeće hipoteze: • 1397319796zs = zo,r • 1397319796Gpath se izračunava između O i R. Ovdje se ne treba uzimati u obzir korekcija G’path jer se izvorom smatra točka difrakcije. Stoga se Gpath upotrebljava u izračunu utjecaja tla, uključujući član donje međe jednadžbe koji postaje – 3(1 – Gpath). • pod homogenim uvjetima, =Gpath u jednadžbi (2.5.17.) i =Gpath u jednadžbi (2.5.18.), • pod povoljnim uvjetima, =Gpath u jednadžbi (2.5.17.) i =Gpath u jednadžbi (2.5.20.), • 1397319796∆dif(S,R’) je prigušenje zbog difrakcije između S i prijemnika vala iz zrcalnog izvora R’, izračunano kao u prethodnom odjeljku o čistoj difrakciji, • 1397319796∆dif(S,R) je prigušenje zbog difrakcije između S i R, izračunano kao u prethodnom pododjeljku o čistoj difrakciji. Scenariji s vertikalnim bridovima Jednadžba (2.5.21.) može se upotrijebiti za izračun difrakcija na vertikalnim bridovima (lateralne difrakcije) u slučaju buke industrijskih pogona i postrojenja. U tom se slučaju uzima Adif = ∆ dif(S,R) i zadržava se član Aground. Dodatno, Aatm i Aground se izračunavaju iz ukupne duljine puta širenja. Adiv se i dalje izračunava iz izravne udaljenosti d. Jednadžbe (2.5.8.) i (2.5.6.) postaju: (2.5.33.) (2.5.34.) ∆dif se svakako upotrebljava pod homogenim uvjetima u jednadžbi (2.5.34). Refleksije na vertikalnim preprekama Apsorpcijsko prigušenje Refleksije na okomitim preprekama rješavaju se zrcalnim izvorima. Refleksije na fasadama zgrada i bukobranima se dakle tako rješavaju. Prepreka se smatra vertikalnom ako je nagib u odnosu na vertikalu manji od 15°. Kad se radi o refleksijama na predmetima čiji je nagib u odnosu na vertikalu veći od ili jednak 15°, ti se predmeti ne uzimaju u obzir. Prepreke kod kojih je barem jedna dimenzija manja od 0,5 m ignoriraju se u izračunu refleksije, osim za posebne konfiguracije.[2](Mreža manjih prepreka u ravnini i u pravilnim razmacima predstavlja primjer posebne konfiguracije.) Imajte u vidu da se ovdje ne rješavaju refleksije na tlu. One se uzimaju u obzir u izračunima prigušenja zbog rubnih uvjeta (tlo, difrakcija). Ako je LWS razina snage izvora S i αr koeficijent apsorpcije prepreke, kako je definirano u normi EN 1793-1:2013, tada je razina snage zrcalne slike S’ jednaka: (2.5.35.) pri čemu je 0 ≤ αr < 1. Širenje prethodno opisanih prigušenja zatim se primjenjuje na taj put (zrcalna slika, prijemnik) kao za izravan put. Slika 2.5.g: Zrcalni odraz na prepreci koji se rješava metodom zrcalnih izvora (S: izvor, S’: zrcalni izvor, R: prijemnik) Retrodifrakcijsko prigušenje Pri geometrijskom istraživanju zvučnih putova pri refleksiji na vertikalnoj prepreci (zid, zgrada) položaj udara zrake u odnosu na gornji brid prepreke određuje više ili manje značajan udio energije koja se efektivno reflektira. Taj gubitak akustičke energije kad se zraka reflektira zove se retrodifrakcijsko prigušenje. U slučaju mogućih višestrukih refleksija između dva vertikalna zida u obzir se uzima barem prva refleksija. U slučaju rova (vidjeti na primjer sliku 2.5.
21. h)retrodifrakcijsko prigušenje primjenjuje se na svaku refleksiju na potpornim zidovima. Slika 2.5.h: Reflektirana zvučna zraka 4. reda u rovu: stvarni poprečni presjek (gore), razvijeni poprečni presjek (dolje) Na ovom prikazu zvučna zraka dolazi do prijemnika »uzastopnim prolascima kroz« potporne zidove rova koji se time mogu usporediti s otvorima. Pri izračunu širenja kroz otvor, zvučno polje prijemnika je zbroj izravnog polja i polja difrakcije zbog rubova otvora. To polje difrakcije osigurava kontinuitet prelaska između slobodnog i zasjenjenog područja. Kad se zraka približi bridu otvora, prigušuje se izravno polje. Izračun je identičan izračunu prigušenja zbog prepreke na slobodnom području. Razlika puta δ’ povezana sa svakom retrodifrakcijom suprotna je od razlike puta između S i R u odnosu na svaki gornji brid O i to u prikazu u skladu s primijenjenim poprečnim presjekom (vidjeti sliku 2.5.i). (2.5.36.) Slika 2.5.i: Razlika puta za drugu refleksiju Znak »minus« jednadžbe (2.5.36.) znači da se smatra da je prijemnik ovdje u slobodnom području. Retrodifrakcijsko prigušenje ∆retrodif dobiva se jednadžbom (2.5.37.) koja je slična jednadžbi (2.5.21.) s prerađenim zapisima. (2.5.37.) To se prigušenje primjenjuje na izravnu zraku svaki put kad ona »prođe kroz« zid ili zgradu (odrazi se od zida ili zgrade). Razina snage zrcalnog izvora S’ stoga postaje: LW1397969777 = LW + 10 × lg (1 – αr) ∆retrodif (2.5.38.) U složenim konfiguracijama širenja mogu postojati difrakcije između refleksija ili između prijemnika i refleksija. U tom se slučaju retrodifrakcija na zidovima procjenjuje razmatranjem puta između izvora i prve difrakcijske točke R’ (koja se stoga smatra prijemnikom u jednadžbi (2.5.36.)). Načelo je prikazano na slici 2.5.j. Slika 2.5.j: Razlika puta u prisutnosti difrakcije: stvarni poprečni presjek (gore), razvijeni poprečni presjek (dolje) U slučaju višestrukih refleksija, dodaju se refleksije zbog svake pojedine refleksije. 2.6. Opće odredbe – buka zrakoplova 2.6.1. Definicije i simboli Ovdje su opisani neki važni termini i njihovo značenje u kontekstu ovog dokumenta. Popis nije potpun; nabrojeni su samo izrazi i kratice koje se često koriste. Ostali izrazi opisani su na mjestima gdje se prvi put pojavljuju u tekstu. Glavni matematički simboli koji se koriste u jednadžbama u tekstu navedeni su nakon popisa termina. Ostali simboli koji se koriste povremeno u tekstu i prilozima definirani su tamo gdje ih se koristi. U ovom su dokumentu izrazi zvuk i buka međusobno zamjenjivi. Iako riječ buka ima subjektivne konotacije – akustičari je obično definiraju kao »neželjeni zvuk« – u kontekstu kontrole buke zrakoplova obično se podrazumijeva da ta riječ znači jednostavno zvuk – energija koju zrakom prenose zvučni valovi. Simbolom → označava se upućivanje na druge termine s popisa. Termini AIP Zbornik zrakoplovnih informacija Konfiguracija zrakoplova Položaj pretkrilaca, zakrilaca i stajnog trapa. Kretanje zrakoplova Dolazak, odlazak ili drugo kretanje zrakoplova koje utječe na razinu buke oko aerodroma. Podaci o buci i performansama zrakoplova Podaci o akustičkim svojstvima i performansama različitih tipova zrakoplova, koji su potrebni za proces modeliranja. Ti podaci uključuju → odnose buka-snaga-udaljenost (NPD) i podatke koji su potrebni za izračun potiska / snage motora kao funkcije → letne konfiguracije. Obično se koriste podaci koje je dostavio proizvođač zrakoplova, a kad to nije moguće, podaci se ponekad dobivaju iz drugih izvora. Kad nikakvi podaci nisu dostupni, obično se uzimaju prilagođeni podaci sličnog zrakoplova – to se naziva supstitucijom. Visina Nadmorska visina. Baza podataka ANP Baza podataka o buci i performansama zrakoplova koja je uključena u Dodatak I. A-vrednovana razina zvuka, LA Ljestvica osnovne razine buke/zvuka koja se koristi za mjerenje okolišnog zvuka uključujući zvuk zrakoplova i na kojoj se temelji većina mjerenja kontura buke. Tlocrt glavne putanje Reprezentativna ili nazivna putanja ocrtana na zemlji, kojom se definira centar »snopa« sličnih putanja. Osnovna razina zvučnog događaja Razina zvučnog događaja kako je očitana iz baze podataka NPD. Otpuštanje kočnica → Početak kretanja Korigirani neto potisak Pri zadanom režimu rada motora (npr. EPR ili N1) neto potisak opada u skladu s gustoćom zraka, dakle s visinom leta; korigirani neto potisak je vrijednost potiska na razini mora. Kumulativna razina zvuka/buke Izmjerena razina primljene buke u decibelima tijekom određenog vremenskog razdoblja, na točki blizu aerodroma, od avionskog prometa u normalnim uvjetima rada i na normalnim putanjama. Izračunava se evidentiranjem razine događaja zvuka/buke na tom mjestu. Zbroj ili prosjek decibela U nekim slučajevima navode se kao »energetske« ili »logaritamske« (za razliku od aritmetičkih) vrijednosti. Koristi se kad je prikladno zbrojiti ili izračunati prosjek energije zvuka; npr. ukupno u decibelima Udio energije, F Omjer zvučne energije koja je primljena na segmentu u odnosu na energiju koja je primljena na beskonačnoj putanji leta. Režim rada motora Vrijednost → parametra snage povezanog s bukom koji se koristi za određivanje emisije zvuka prema bazi podataka NPD. Ekvivalentna (kontinuirana) razina zvuka, Leq Mjera za dugoročni zvuk. Razina hipotetskog trajnog zvuka čija je energija, izmjerena u određenom vremenskom razdoblju, ekvivalentna energiji trenutačnog promjenjivog zvuka. Razina zvučnog događaja Ukupnost zvuka (ili buke) koja je registrirana kao posljedica prolaska aviona, izmjerena u decibelima → razina izloženosti zvuku Letna konfiguracija = → Konfiguracija zrakoplova + → Parametri leta Parametri leta Režim rada motora, brzina, bočni nagib i težina. Putanja leta Putanja aviona u zraku, definirana s tri dimenzije, obično u odnosu na mjesto početka zaleta ili prag sletne staze. Segment putanje leta Dio putanje leta zrakoplova koji se za potrebe modeliranja buke predstavlja ravnom linijom ograničene duljine. Letna procedura Slijed operativnih koraka koji posada zrakoplova ili sustav kontrole leta prati: izražava se promjenama letne konfiguracije kao funkcija udaljenosti na tlocrtu putanje. Profil leta Promjena visine aviona duž putanje (ponekad uključuje i promjene → letne konfiguracije) – koja se opisuje kao skup → točaka na profilu Ravnina tla (ili nazivna ravnina tla) horizontalna ravnina na površini tla na kojoj se nalazi referentna točka aerodroma prema kojoj se obično računaju konture. Brzina po horizontali Brzina zrakoplova u odnosu na fiksnu točku na tlu. Tlocrt putanje Vertikalna projekcija putanje leta na ravninu tla. Visina Udaljenost po vertikali između zrakoplova i → ravnine tla Integrirana razina zvuka Drugi termin je → razina izloženosti buci jednokratnog događaja. ISA Međunarodna standardna atmosfera – kako je definira ICAO. Ovim se definiraju varijacije temperature, tlaka i gustoće zraka prema nadmorskoj visini. Koristi se za normalizaciju rezultata izračuna u dizajnu zrakoplova i analizu testnih podataka. Lateralno prigušenje Povećano prigušenje zvuka s udaljenošću koje uzrokuje, izravno ili neizravno, površina tla. Značajno je pri malim elevacijskim kutovima (zrakoplova u odnosu na udaljenost od površine tla) Najveća razina zvuka/buke Najveća razina zvuka dosegnuta tijekom zvučnog događaja Srednja razina mora, MSL Standardna nulta visina zemaljske površine referentna za → ISA-u. Neto potisak Potisna sila koju motor prenosi na zmaj zrakoplova. Buka Buka se definira kao neželjeni zvuk. Međutim, mjerama kao što su A-vrednovana razina zvuka (LA) i efektivna percipirana razina buke (EPNL) razina zvuka se zapravo preračunava u razinu buke. Unatoč neodređenosti koja iz toga proizlazi, termini zvuk i buka ponekad se naizmjenično koriste u ovom dokumentu, kao i drugdje – posebno u kolokaciji s riječju razina. Kontura buke Crta oko zračne luke koja povezuje točke jednake kumulativne razine ili indeksa buke zrakoplova Utjecaj buke Neželjeni utjecaji buke na one koji su joj izloženi; važno je što se podrazumijeva da su izmjereni i izračunani podaci za buku indikatori utjecaja buke Indeks buke Mjera dugoročnog ili kumulativnog zvuka koji je u korelaciji s utjecajem zvuka na ljude (tj. smatra se da je pokazatelj utjecaja zvuka na ljude). Uz magnitudu zvuka može uzimati u obzir i druge faktore (naročito doba dana). Primjer toga je razina indikatora buke za dan-večer-noć LDEN. Razina buke Izmjerena razina zvuka u decibelima na ljestvici glasnoće ili bučnosti. Za okolišnu buku koju uzrokuju zrakoplovi obično se koriste dvije ljestvice: A-vrednovana razina zvuka i percipirana razina buke. U tim se ljestvicama primjenjuju različiti ponderi za zvuk različitih frekvencija – čime se oponaša ljudska percepcija. Mjera buke Izraz koji se koristi za opisivanje bilo koje izmjerene količine buke na položaju prijemnika, bez obzira radi li se o jednokratnom događaju ili ukupnosti buke u dužem vremenskom razdoblju. Dvije se mjere obično koriste za jedan zvučni događaj: maksimalna razina koja je dosegnuta tijekom događaja i razina izloženosti zvuku kao mjera ukupne zvučne energije određena uključivanjem vremenske komponente. NPD odnosi/podaci (buka – snaga – udaljenost) Razine zvučnih događaja u tablici kao funkcija udaljenosti ispod aviona u pravocrtnom, horizontalnom letu referentnom brzinom u referentnoj atmosferi, za svaki zadani režim rada motora. Podaci o utjecajima prigušenja zvuka zbog kružnog širenja vala (slabljenje s kvadratom udaljenosti) i apsorpcije u atmosferi. Udaljenost se definira okomito na putanju zrakoplova i os po širini zrakoplova (tj. okomito ispod zrakoplova u letu bez bočnog nagiba). Parametar snage motora povezan s bukom Parametar kojim se opisuje ili koji pokazuje potisnu snagu koju proizvodi motor zrakoplova i s kojim se može logički povezati emisija akustičke energije; pod njim se obično podrazumijeva → korigirani neto potisak. U tekstu se često navodi pod nazivom »snaga« ili »režim rada motora«. Značenje za buku Doprinos zvuku s određenog segmenta putanje leta je »značajan za buku« ako primjetno utječe na razinu zvučnog događaja. Zanemarivanjem segmenata koji nisu značajni za buku znatno se olakšava računalni izračun Promatrač → Prijemnik Proceduralni koraci Propisani postupak profil leta – koraci uključuju promjene brzine i/ili visine. Točka profila Visina krajnje točke na segmentu putanje – na okomitoj ravnini iznad tlocrta putanje Prijemnik Primatelj buke koja dolazi s izvora; uglavnom na točki na tlu ili blizu nje Referentna atmosfera Tablica vrijednosti apsorpcije zvuka koja se koristi za standardiziranje podataka NPD (vidjeti Dodatak D) Referentni dan Skup atmosferskih uvjeta na temelju kojih se standardiziraju podaci za buku zrakoplova (ANP) Referentno razdoblje Nazivni vremenski interval koji se koristi za standardiziranje mjerenja jednokratnog izlaganja zvuku; 1 sekunda za → razinu izloženosti buci (SEL). Referentna brzina Brzina aviona po horizontali za koju se računaju podaci NPD → SEL SEL → Razina izloženosti buci Razina izloženosti buci jednokratnog događaja Razina zvuka koju bi događaj imao kad bi se sva njegova zvučna energija ujednačila i skupila u standardni vremenski interval koji se naziva → referentno trajanje Meka površina Zemaljska površina koja je akustički »mekana«; obično se radi o travnatim površinama koje okružuju većinu aerodroma. Akustički »tvrde«, tj. jako reflektirajuće zemaljske, površine su primjerice beton i voda. Ovdje opisana metodologija kojom se mapiraju konture buke odnosi se na uvjete na mekim površinama. Zvuk Energija koja se prenosi zrakom longitudinalnim valovima koje registrira ljudsko uho Prigušenje buke Smanjenje intenziteta zvuka s udaljenošću na putu širenja zvučnog vala. Kad je riječ o buci zrakoplova, među uzrocima prigušenja nalaze se sferno širenje vala, apsorpcija u atmosferi i → lateralno prigušenje Izloženost zvuku Ukupna količina zvučne energije koja je primljena u određenom vremenskom period (imisija zvučne energije) Razina izloženosti buci, LAE (Kratica SEL) Standardna mjera prema ISO 1996-1 ili ISO 3891 = A-vrednovana razina izloženosti buci jednokratnog događaja s referentnim razdobljem od jedne sekunde. Intenzitet zvuka Razina zvuka koja je izmjerena u određenoj točki, povezana s akustičkom energijom (pokazatelj su izmjerene razine zvuka) Razina zvuka Količina zvučne energije izražena u decibelima. Primljeni zvuk mjeri se uz »frekvencijsko vrednovanje« ili bez njega; razine izmjerene uz vrednovanje obično se nazivaju razine buke Duljina dionice/puta Udaljenost do prvog odredišta zrakoplova u odlasku; pokazatelj je težine zrakoplova Početak zaleta, SOR Točka na uzletno-sletnoj stazi odakle zrakoplov u odlasku započinje postupak uzlijetanja. Drugi naziv je »otpuštanje kočnica«. Stvarna brzina Točna brzina zrakoplova u odnosu na zrak (brzina po horizontali bez vjetra) Vrednovana ekvivalentna razina zvuka, Leq,W Modificirana verzija Leq u kojoj se za buku primjenjuju različiti ponderi ovisno o dobu dana (obično za dan, večer i noć) Simboli d Najkraća udaljenost od promatračke točke do segmenta putanje dp Udaljenost (pod pravim kutom u odnosu na putanju) od promatračke točke do putanje (izravna udaljenost) dλ Prilagođena udaljenost Fn Stvarni neto potisak po motoru Fn/δ Korigirani neto potisak po motoru h Visina zrakoplova (nadmorska visina) L Razina zvučnog događaja (nedefinirana ljestvica) L (
22. t)Razina zvuka u vremenu t (nedefinirana ljestvica) LA, LA(
23. t)A-vrednovana razina zvučnog tlaka (u vremenu
24. t)izmjerena na zvučnoj skali za dugi zvuk LAE (SEL) Razina izlaganja buci LAmax Maksimalna vrijednost LA(
25. t)tijekom događaja LE Razina izloženosti buci jednokratnog događaja LE∞ Razina izloženosti buci jednokratnog događaja prema bazi podataka NPD LEPN Efektivna percipirana razina buke Leq Ekvivalentna (kontinuirana) razina zvuka Lmax Maksimalna vrijednost L(
26. t)tijekom događaja Lmax,seg Maksimalna razina (buke) koja se stvara na segmentu Udaljenost pod pravim kutom od promatračke točke do tlocrta putanje lg Logaritam s bazom 10 N Broj segmenata ili podsegmenata NAT Broj događaja kad Lmax premašuje određeni prag P Parametar snage u varijabli L(P,
27. d)NPD-a Pseg Parametar snage relevantan za određeni segment q Udaljenost od početka segmenta do najbliže točke prilaženja R Radijus zaokreta S Standardna devijacija s Udaljenost duž tlocrta putanje sRWY Dužina uzletno-sletne staze t Vrijeme te Stvarno trajanje jednokratnog zvučnog događaja t0 Referentno razdoblje za integriranu razinu zvuka V Brzina po horizontali Vseg Ekvivalentna brzina po horizontali na segmentu Vref Referentna brzina po horizontali za koju se definiraju podaci NPD x,y,z Lokalne koordinate x’,y’,z’ Koordinate zrakoplova XARP, YARP, ZARP Zemljopisne koordinate referentne točke na aerodromu z Visina zrakoplova iznad ravnine tla / referentne točke na aerodromu α Parametar koji se koristi za izračunavanje korekcije za konačni segment ∆F β Elevacijski kut zrakoplova u odnosu na ravninu tla ε Kut bočnog nagiba zrakoplova γ Kut penjanja/snižavanja ϕ Depresijski kut (parametar za lateralnu usmjerenost) λ Ukupna duljina segmenta ψ Kut između smjera kretanja zrakoplova i linije od zrakoplova do promatrača ξ Smjer kretanja zrakoplova, mjeren u odnosu na magnetski sjever u smjeru kazaljke na satu Λ(β, ) Lateralno prigušenje od zraka do tla Λ(β) Lateralno prigušenje od zraka do tla na velikoj udaljenosti Γ( ) Faktor udaljenosti za lateralno prigušenje ∆ Promjena vrijednosti veličine ili korekcija (kako je u tekstu naznačeno) ∆F Korekcija za konačni segment ∆I Korekcija za položaj motora ∆I Ponder za i-to doba dana, dB ∆rev Negativni potisak ∆SOR Korekcija za početak zaleta ∆V Korekcija za trajanje (korekcija za brzinu) Indeksi 1, 2 Indeksi koji označavaju početne i krajnje vrijednosti u intervalu ili segmentu E Izlaganje i Indeks za tip zrakoplova / zbroj kategorija j Indeks za zbroj tlocrta putanje / pomoćnih putanja k Indeks za zbrajanje segmenata max Maksimum ref Referentna vrijednost seg Specifična vrijednost za segment SOR Povezano s početkom kretanja TO Uzlijetanje 2.6.2. Kvalitativni okvir Točnost ulaznih vrijednosti Sve ulazne vrijednosti koje utječu na razinu emisije izvora, uključujući položaj izvora, određuju se barem s točnosti koja odgovara nesigurnosti od ± 2dB(A) u razini emisije izvora (uz uvjet da su svi ostali parametri nepromijenjeni). Upotreba unaprijed zadanih vrijednosti Pri primjeni metode ulazni podaci moraju odražavati stvarno korištenje. Općenito se ne smije oslanjati na unaprijed zadane ulazne vrijednosti ili pretpostavke. Konkretno, putanje leta do kojih se došlo korištenjem podataka s radara moraju se koristiti kad god postoje i kad su podaci dovoljno kvalitetni. Upotreba unaprijed zadanih vrijednosti i pretpostavki prihvatljiva je, primjerice, za korištenje za modelirane rute umjesto putanja dobivenih korištenjem podataka s radara ako je prikupljanje stvarnih podataka povezano s nerazmjerno visokim troškovima. Kvaliteta softvera koji se koristi za izračune Softver koji se koristi za izračune mora biti dokazano sukladan s ovdje opisanim metodama, a to se dokazuje usporedbom rezultata s probnim slučajevima. 2.7. Buka zrakoplova 2.7.1. Cilj i područje primjene dokumenta Karte kontura koriste se za označavanje dosega i veličine utjecaja buke zrakoplova oko zračnih luka, a taj se utjecaj iskazuje za to namijenjenim mjerama ili indeksima. Kontura je linija na kojoj je vrijednost indeksa konstantna. Vrijednost indeksa je zbroj, izračunat na poseban način, svih pojedinačnih događaja buke u određenom vremenskom periodu, koji se obično mjeri u danima ili mjesecima. Buka na točkama na tlu, koju uzrokuju zrakoplovi u dolasku ili odlasku s aerodroma u blizini, ovisi o mnogim faktorima. Posebno su važni faktori tipovi zrakoplova i njihove pogonske skupine, snaga, položaj zakrilaca i postupci koji se tiču kontrole brzine za same zrakoplove; udaljenosti od predmetnih točaka do različitih putanja leta te lokalni topografski i vremenski uvjeti. Zračnim se lukama obično koriste različiti tipovi aviona, s različitim letnim procedurama i operativnim masama. Konture se izvode matematičkim izračunom vanjskih granica indeksa lokalne buke. U ovom se dokumentu detaljno objašnjava kako izračunati razine zvučnog događaja pojedinog zrakoplova na jednoj promatračkoj točki, za određeni prelet zrakoplova ili vrstu preleta, na temelju kojih se nakon toga izračunava prosjeke ili se te vrijednosti akumulira kako bi se dobilo vrijednosti indeksa za tu točku. Potrebne vanjske granice indeksa izračunavaju se jednostavnim ponavljanjem izračuna po potrebi za različita kretanja zrakoplova, a učinkovitost se povećava isključivanjem događaja koji nisu »značajni za buku« (tj. koji ne doprinose bitno ukupnoj buci). Ako aktivnosti povezane s radom zračne luke koje stvaraju buku ne doprinose primjetno ukupnoj izloženosti stanovništva buci zrakoplova i s njom povezanim konturama buke, može ih se zanemariti. Te aktivnosti uključuju: helikoptere, taksiranje, isprobavanje motora i upotrebu pomoćnih generatora energije. To ne znači nužno da je njihov utjecaj beznačajan pa se u slučaju takvih uvjeta procjena izvora buke može se provoditi kako je opisano u stavku 2.7.21. i 2.7.22. 2.7.2. Plan dokumenta Postupak ocrtavanja konture buke prikazan je na slici 2.7.a. Konture se sastavljaju za različite svrhe pa o tome obično ovise zahtjevi za izvore i preliminarnu obradu ulaznih podataka. Konture kojima se prikazuje prošli utjecaj buke mogu se generirati iz zabilježenih podataka o operacijama zrakoplova – njihovog kretanja, težine, putanja leta koje se izmjerene na radarima itd. Konture koje se koriste za planiranje više se oslanjaju na predviđanja prometa i putanja leta kao i performansi i zvučnih karakteristika budućih zrakoplova. Slika 2.7.a Postupak ocrtavanja kontura buke Bez obzira na izvor podataka o letu, svako različito kretanje zrakoplova, dolazak ili odlazak, definira se geometrijom njegove putanje leta i emisijom zvuka zrakoplova koja nastaje tijekom njegova kretanja tom putanjom (kretanja koja su suštinski jednaka gledano prema buci i putanji leta dodaju se jednostavnim množenjem). Emisija buke ovisi o osobinama zrakoplova – uglavnom o snazi njegovih motora. Preporučena metodologija uključuje dijeljenje putanje leta na segmente. U odjeljcima 2.7.3. do 2.7.6. prikazuju se elementi metodologije i objašnjava princip segmentacije na kojem se metodologija temelji; zabilježena razina događaja buke je zbroj doprinosa sa svih segmenata putanje leta koji su »značajni za buku«, a svaki od njih može se izračunati neovisno od ostalih. U odjeljcima 2.7.3. do 2.7.6. također se prikazuju zahtjevi za ulazne podatke koji su potrebni za ocrtavanje kontura buke. Detaljne specifikacije operativnih podataka koji su potrebni iznesene su u Dodatku A. U odjeljcima 2.7.7. do 2.7.13. opisano je kako se izračunavaju segmenti putanje leta na temelju preliminarno obrađenih ulaznih podataka. To uključuje analizu performansi leta zrakoplova, za koje su jednadžbe detaljno opisane u Dodatku B. Letne putanje mogu se znatno razlikovati – zrakoplovi koji slijede bilo koju rutu raspršeni su u širokom rasponu zbog razlika u atmosferskim uvjetima, težinama zrakoplova i operativnim procedurama, ograničenjima kontrole zračnog prometa itd. To se uzima u obzir statističkim opisivanjem svake putanje leta kao središnje ili »glavne« putanje uz koju postoji skup pomoćnih putanja. I to je objašnjeno u odjeljcima 2.7.7. do 2.7.13. s upućivanjem na dodatne informacije u Dodatku C. U odjeljcima 2.7.14. do 2.7.19. navedeni su koraci koje treba slijediti u izračunu razine buke za jedan događaj buke koja se mjeri na tlu i koju uzrokuje jedan prelet zrakoplova. U Dodatku D opisuje se ponovni izračun podataka NPD za uvjete koji nisu referentni. U Dodatku E objašnjava se akustički dipol kao izvor zvuka za model kojim se definira zračenje zvuka s konačnih segmenata putanje leta. Za primjene odnosa iz modela iz poglavlja 3. i 4. potrebni su, osim relevantnih putanja leta, odgovarajući podaci o buci i performansama predmetnog zrakoplova. Ključni izračun je određivanje razine događaja za jedno kretanje zrakoplova promatrano s jedne promatračke točke. Taj se izračun mora ponoviti za svako kretanje zrakoplova na svakoj od unaprijed određenih točaka koje obuhvaćaju očekivane konture buke. Na svakoj se točki razine događaja na neki način zbrajaju ili im se izračunava prosjek, s ciljem izračuna »kumulativne razine« ili vrijednosti indeksa buke. Taj je dio procesa opisan u odjeljcima 2.7.20. i od 2.7.23 do 2.7.25. U odjeljcima od 2.7.26. do 2.7.28. iznosi se kratak pregled mogućnosti i zahtjeva za pripisivanje kontura buke određenim vrijednostima indeksa buke. Time se daju smjernice za ocrtavanje kontura i naknadnu obradu. 2.7.3. Koncept segmentacije Za svaki određeni zrakoplov u bazi podataka zabilježeni su osnovni NPD (buka – snaga – udaljenost) odnosi. Njima se kao funkcija udaljenosti određuju primljene razine zvučnog događaja izravno ispod zrakoplova[3](Zapravo ispod zrakoplova pod kutom od 90 stupnjeva na os po širini zrakoplova u smjeru kretanja zrakoplova, odnosno okomito ispod zrakoplova u pravocrtnom letu (tj. bez bočnog nagiba).) – maksimalne i integrirane s vremenom – za zrakoplov koji leti horizontalno ujednačenom referentnom brzinom u određenim referentnim atmosferskim uvjetima i određenoj letnoj konfiguraciji. Za svrhe modeliranja buke najvažniji element, potisna snaga, predstavlja se parametrom snage povezanim s bukom; parametar koji se obično koristi je korigirani neto potisak. Osnovne razine događaja preuzete iz baze podataka korigiraju se za: prvo, razlike između stvarnih (tj. modeliranih) i referentnih atmosferskih uvjeta i (kad se radi o razinama izloženosti buci) brzinu zrakoplova te, drugo, za točke prijema koje nisu izravno ispod zrakoplova, razlike između buke koja zrači prema dolje i bočno zračene buke. Ovo posljednje potrebno je zbog lateralne usmjerenosti (efekti zbog položaja motora) i lateralnog prigušenja. Međutim, tako korigirane razine događaja buke i dalje se primjenjuju samo na ukupnu buku zrakoplova koji leti horizontalno ujednačenom brzinom. Segmentacija je postupak u kojem se za modeliranje kontura buke prilagođavaju NPD i lateralni podaci s beskonačne putanje kako bi se izračunala buka koja dolazi do prijemnika s putanje na kojoj podaci nisu uvijek jednaki, tj. putanje na kojoj lete zrakoplovi u različitoj letnoj konfiguraciji. Za potrebe izračuna razine zvučnog događaja u jednom preletu zrakoplova putanja leta se predstavlja neprekidnim nizom pravocrtnih segmenata, a svaki od njih može se smatrati ograničenim dijelom beskonačne putanje za koju su poznati NPD i lateralne korekcije. Maksimalna razina događaja buke je jednostavno ona sa segmenta na kojem je izmjerena najveća vrijednost. Vremenski integrirana razina cijelog događaja buke izračunava se zbrajanjem buke koja je primljena s dovoljnog broja segmenata, tj. onih s kojih se značajno doprinosi ukupnom događaju buke. Metoda kojom se procjenjuje koliko se s jednog konačnog segmenta doprinosi ukupnoj razini događaja buke u potpunosti je empirijska. Udio energije F – buka na segmentu koja se izražava kao udio buke s ukupne beskonačne putanje – opisuje se relativno jednostavnim izrazom koji može uzimati u obzir longitudinalnu usmjerenost buke zrakoplova i »pogled« s prijemnika na segment. Jedan od razloga zašto je jednostavna empirijska metoda općenito adekvatna je taj što većina buke u pravilu dolazi s najbližeg, obično susjednog, segmenta unutar kojeg se (ne na jednom od njegovih krajeva) nalazi najbliža točka približavanja (CPA) prijemniku. To znači da procjene buke sa segmenata koji nisu susjedni mogu biti progresivno približne što su dalje od prijemnika, a da to nema značajnog utjecaja na točnost. 2.7.4. Putanje leta: Projekcije putanja na zemljinu površinu i profili leta U kontekstu modeliranja, putanja leta je potpuni opis kretanja zrakoplova u prostoru i vremenu[4](Vrijeme se uračunava putem brzine zrakoplova.). Putanja i potisak (ili drugi parametar značajan za buku) podaci su koji su potrebni za izračun buke koja se stvara. Tlocrt putanje je okomita projekcija letne putanje na ravno tlo. Taj se podatak kombinira s profilom leta po vertikali čime se generira trodimenzionalna putanja leta. Za modeliranje po segmentima potrebno je da se putanja leta za svaki pojedinačni prelet zrakoplova opiše nizom ravnih segmenata. Način na koji se segmentacija provodi uvjetovan je potrebom da se uravnoteže preciznost i učinkovitost – stvarnu zakrivljenu putanju leta treba opisati dovoljno točno, uz istovremeno svođenje računalnog opterećenja i zahtjeva za podacima na najmanju moguću mjeru. Svaki segment mora biti definiran geometrijskim koordinatama njegovih krajnjih točaka te na njemu zabilježenim parametrima brzine zrakoplova i snage motora (o kojima ovisi emisija zvuka). Putanje leta i snaga motora mogu se utvrditi na različite načine, a glavni načini uključuju (
28. a)sintezu niza proceduralnih koraka i (
29. b)analizu izmjerenih podataka profila leta. Sinteza putanje leta (
30. a)zahtijeva poznavanje (ili pretpostavku) tlocrtâ putanja i njihovih lateralnih raspršenosti, težine zrakoplova, postupaka upravljanja potiskom, zakrilcima i stvarnom brzinom, nadmorske visine zračne luke, vjetra i temperature zraka. Jednadžbe za izračunavanje profila leta korištenjem zadanih aerodinamičkih parametara i parametara potiska iznesene su u Dodatku B. Svaka jednadžba uključuje koeficijente (i/ili konstante) koji se temelje na empirijskim podacima za svaki tip zrakoplova. Korištenjem jednadžbi za aerodinamičke performanse iz Dodatka B moguće je razmatrati bilo koju realnu kombinaciju operativne mase zrakoplova i letne procedure, uključujući i operacije s različitim ukupnim poletnim masama. Analiza izmjerenih podataka (b), npr. iz uređaja za snimanje podataka o letu, s radara ili druge opreme za praćenje zrakoplova, uključuje »obrnuti inženjering«, u biti obrnut proces od procesa sinteze (a). Umjesto procjenjivanja ponašanja zrakoplova i pogonskih skupina na krajevima segmenata leta integriranjem efekata potiska i aerodinamičkih sila koje djeluju na zmaj zrakoplova, sile se procjenjuju promatranjem promjena visine i brzine zmaja zrakoplova. Postupci za obradu podataka o putanji leta opisani su u odjeljku 2.7.12. U savršenoj aplikaciji za modeliranje buke svaki bi se pojedini let, u teoriji, mogao predstaviti neovisno; tako bi se osiguralo da je raspršenost letnih putanja u prostoru točno uzeta u obzir – što može biti jako bitno. Međutim, kako bi se pripremu podataka i računalno vrijeme zadržalo u razumnim granicama, uobičajena je praksa prikazati snopove letnih putanja malim brojem lateralno izmještenih »pomoćnih putanja«. (Raspršenost po vertikali obično se zadovoljavajuće prikazuje uračunavanjem efekata različitih težina zrakoplova na vertikalnim profilima). 2.7.5. Buka i performanse zrakoplova U bazi podataka ANP iz Dodatka I. obuhvaćena je većina tipova zrakoplova u uporabi. Podaci za tipove ili inačice zrakoplova za koje podaci nisu navedeni mogu se supstituirati podacima za druge, slične tipove zrakoplova s popisa. Baza podataka ANP uključuje unaprijed određene »proceduralne korake« kako bi se omogućilo generiranje profila leta za najmanje jednu proceduru za smanjivanje buke u odlasku. U novijim se zapisima u bazi podataka nalaze dvije različite procedure za smanjivanje buke u odlasku. 2.7.6. Zračna luka i zrakoplovne operacije Specifični podaci za lokaciju iz kojih se izračunavaju konture buke za određenu situaciju u zračnoj luci uključuju sljedeće: Opći podaci o zračnoj luci • Referentna točka aerodroma (za jednostavno smještanje aerodroma na odgovarajuće zemljopisne koordinate). Referentna točka određuje se kao polazište za lokalni Kartezijev koordinatni sustav koji se koristi u postupku izračuna. • Referentna visina aerodroma (= nadmorska visina referentne točke na aerodromu). To je visina nazivne ravnine tla prema kojoj se, kada nema korekcija zbog topografije, definiraju konture buke. • Prosječni meteorološki parametri na ili blizu referentne točke aerodroma (temperatura, relativna vlažnost, prosječna brzina vjetra i smjer vjetra). Podaci o uzletno-sletnoj stazi Za svaku uzletno-sletnu stazu: • Oznaka uzletno-sletne staze • Referentna točka uzletno-sletne staze (lokalne koordinate centra uzletno-sletne staze) • Duljina uzletno-sletne staze, smjer i srednji nagib. • Lokacija mjesta početka zaleta i praga sletne staze[5](Pomaknuti pragovi mogu se uzeti u obzir definiranjem dodatnih uzletno-sletnih staza.). Podaci o tlocrtu putanje Tlocrti putanja zrakoplova opisuju se koordinatama na (horizontalnoj) ravnini tla. Izbor izvora podataka za tlocrte putanja ovisi o tome jesu li ili nisu dostupni relevantni radarski podaci. Ako jesu, statističkom analizom podataka utvrđuje se glavna putanja i pogodne (raspršene) pomoćne putanje. Ako nisu, glavne se putanje obično generiraju upotrebom za to pogodnih proceduralnih podataka, npr. korištenjem procedura za standardni instrumentalni odlazak iz Zbornika zrakoplovnih informacija. U tom se konvencionalnom opisu nalaze sljedeći podaci: • Oznaka uzletno-sletne staze od koje putanja počinje • Opis polazišta putanje (početak zaleta, prag sletne staze) • Duljina segmenata (za zaokrete, radijus i promjenu smjera) To su minimalni podaci potrebni za definiranje glavne putanje. Međutim, izračun prosječnih razina buke na temelju pretpostavke da zrakoplovi točno slijede nazivne rute može dovesti do lokaliziranih grešaka od nekoliko decibela. Stoga se mora prikazati i lateralna raspršenost pa su potrebni sljedeći dodatni podaci: • Širina snopa putanja (ili drugi statistički podatak za raspršenost) na svakom kraju segmenta • Broj pomoćnih putanja • Distribucija kretanja okomito u odnosu na glavnu putanju Podaci o zračnom prometu Podaci o zračnom prometu su: • vremenski period na koji se podaci odnose i • broj kretanja (dolazaka i odlazaka) za svaki tip zrakoplova na svakoj putanji leta, podijeljen na