Obecnie wzdłuż naszych dróg - zwłaszcza nowych lub remontowanych - coraz częściej budowane są ekrany akustyczne. Są to urządzenia, których zadaniem jest zmniejszenie uciążliwości hałasu pochodzącego od ruchu pojazdów. Przede wszystkim służą one ochronie ludzi zamieszkałych w sąsiedztwie traktów komunikacyjnych.
W Polsce dopiero od niedawna stosuje się ekrany akustyczne na szeroką skalę. W ich projektowaniu do tej pory zwracano uwagę głównie na skuteczność i wytrzymałość. W tej chwili również dzięki formie konstrukcji i wkomponowaniu w otoczenie stają się swoistymi przestrzennymi akcentami estetycznymi.
Hałas i jego miary
Pojęcie hałasu nie ma jednej, precyzyjnej definicji. Z reguły za hałas jest uznawany każdy dźwięk odczuwany jako niepożądany lub szkodliwy dla zdrowia ludzkiego. Miarą hałasu jest decybel. Wartości wyrażane w decybelach odnoszą się do stosunku dwóch wielkości proporcjonalnych do mocy. Jednostką podstawową jest bel [B], jednak jednostka ta okazała się zbyt duża i przyjęło się używanie jednostki pochodnej - 10 razy mniejszej (z przedrostkiem decy).
Wartości graniczne dla hałasu komunikacyjnego, zwane wartościami dopuszczalnymi, reguluje rozporządzenie Ministra Środowiska z 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych wartości hałasu w środowisku (Dz.U. Nr 120, poz. 826). Wartości dopuszczalne hałasu określa ono dla dwóch typów wskaźników, tj. LAeq D i LAeq N (tabela 1), które mają zastosowanie do ustalenia i kontroli warunków korzystania ze środowiska w okresie jednej doby oraz LDWN i LN (tabela 2), które mają zastosowanie w zakresie prowadzenia długookresowej polityki ochrony przed hałasem.
W przypadku dróg prowadzących ruch tranzytowy, po których zwłaszcza spora część ciężkich pojazdów porusza się w porze nocy, dotychczas w analizach określających konieczność wykonania ekranów akustycznych decydująca była wielość hałasu odnotowana w porze nocy i odniesiona do odpowiednich wartości dopuszczalnych. Teraz okazuje się, że wprowadzony wskaźnik LN jest bardziej restrykcyjny (zasięgi hałasu przekraczającego wartości dopuszczalne są większe) i to właśnie przede wszystkim dla ciągów drogowych o charakterze tranzytowym. Wprowadzenie nowych wskaźników, a zwłaszcza LDWN, przy zachowaniu wartości dopuszczalnych skutkować będzie koniecznością projektowania i realizacji większej ilości urządzeń ochrony przed hałasem, w tym ekranów akustycznych.
Zasada działania ekranów akustycznych
Ekran akustyczny jest przegrodą dla źródła hałasu. Powoduje powstanie cienia akustycznego (ekranowanie akustyczne), w którym poziom dźwięku jest znacznie mniejszy od poziomu przed ekranem.
Ekran akustyczny w otoczeniu drogi lokalizowany jest przeważnie jak najbliżej źródła hałasu, czyli na krawędzi jezdni po której poruszają się pojazdy.
Skuteczność ekranu akustycznego zależna jest od wielu czynników, między innymi od:
- lokalizacji ekranu akustycznego względem krawędzi jezdni,
- położenia terenu/obiektu chronionego,
- wysokości ekranu akustycznego,
- długości ekranu akustycznego,
- rodzaju generowanego hałasu (bezpośrednio powiązanego ze strukturą rodzajową pojazdów).
Maksymalną skuteczność ekranowania akustycznego osiąga się przy realizacji bardzo dużych budowli, np. połączenie wału ziemnego z ekranem akustycznym może dawać skuteczność dochodzącą do 20 dB. Jednak najczęściej osiąganą skutecznością zrealizowanych w Polsce ekranów akustycznych jest od 10 do 12 dB (są to wartości maksymalne uzyskiwane jedynie po spełnieniu wielu warunków).
Podział ekranów akustycznych
Jedną z podstawowych cech według której można podzielić ekrany akustyczne jest ich wysokość. W tym przypadku można wyróżnić cztery grupy:
- Wysokie i bardzo wysokie – wysokość ekranu większa od 6–7 m. Skuteczność akustyczna tych ekranów jest dość duża i może osiągać wartości większe od 10 dB. Poniżej przedstawiono przykład takiego ekranu akustycznego (fot. 1).
- Średnie - obecnie najczęściej spotykane w Polsce. Wysokości tych ekranów to około 5 m. Skuteczność ich waha się w granicach od 7 do 10 dB. Poniżej przedstawiono przykład takiego ekranu akustycznego (fot. 2)
- Niskie - o wysokości do 3,5 m. Ich skuteczność przeważnie nie przekracza 8 dB. Stosowane są dla odpowiedniej konfiguracji terenu, kiedy zabudowa podlegająca ochronie znajduje się poniżej drogi. Na fotografii przedstawiono przykład takiego ekranu akustycznego (fot. 3).
- Bardzo niskie - o wysokości około 1 m. Tego typu ekrany akustyczne są stosowane przede wszystkim dla ochrony przed hałasem komunikacyjnym kolejowym. Skuteczność tego typu ekranu to około 3 dB. Poniżej przykład takiego ekranu akustycznego (fot. 4).
Fot. 1. Wysoki ekran akustyczny (Holandia) | Fot. 2. Średni ekran akustyczny (Polska) |
Fot. 3. Niski ekran akustyczny (Belgia) | Fot. 4. Bardzo niski ekran akustyczny (Holandia) |
Kolejną istotną cechą według której można podzielić ekrany akustyczne jest rodzaj materiału. Najczęściej zasadnicze wypełnienie ekranów akustycznych stanowią: grunt, beton, szkło, drewno, wełna mineralna, tworzywa sztuczne, stal, ceramika.
Oczywiście bardzo trudno, a w niektórych przypadkach wręcz niemożliwe, jest wykonanie ekranu akustycznego z użyciem tylko jednego rodzaju materiału. Dlatego bardzo często ekrany akustyczne wykonywane są z kilku. Poniżej na zdjęciach przedstawiano przykłady ekranów wraz z określeniem użytych materiałów (fot. 5, fot. 6, fot. 7).
Ekrany akustyczne można podzielić również ze względu na wielkość pochłaniania dźwięku. Zasadniczo ekrany można sklasyfikować jako:
odbijające – pochłanianie dźwięku mniejsze od 4 dB,
pochłaniające – pochłanianie dźwięku w przedziale od 4 do 8 dB,
wysoko pochłaniające – pochłanianie dźwięku większe od 8 dB.
Bardzo często wykonywane są również ekrany akustyczne z materiałów o różnej wielkości pochłaniania („mieszane”). Na przykład jest to ekran częściowo wykonany z betonu i z tworzywa przeźroczystego.
Sebastian Biernacki
BEiPBK „EKKOM”