Analizując hałas powodowany przez projektowaną trasę

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