Artykuły

W podobny sposób kształtowane są kryteria oceny wpływu drgań na ludzi, jeśli w ocenie stosowana jest dawka wibracji (normy [2, 3, 5]). W tabeli 3 (za [5] z zachowaniem zapisu oryginalnego) podano odpowiednie wielkości stanowiące kryterium oceny wpływu drgań na ludzi w budynkach, przebywających w pomieszczeniach mieszkalnych.

W normie [3] wprowadzono również trzy poziomy rozgraniczające, które oznaczono: A_u – próg odczuwalności, A_r – średnie warunki komfortu oraz A_o – górna granica zapewnienia niezbędnego komfortu wibracyjnego.

W zapisach normowych podawany jest przedział częstotliwości drgań, w którym przeprowadzana jest ocena. Analiza dotyczy drgań z przedziału od 1 do 80Hz. Wznoszenie wysokich i bardzo wysokich budynków powoduje, iż przedział ten powinno się rozszerzyć w kierunku niskich częstotliwości (mniejszych od 1Hz). Już obecnie w normie japońskiej [14] uwzględnia się wpływ drgań o częstotliwościach z przedziału od 0,1 do 6Hz. W normie ISO [15] również uwzględniono w ocenie drgania o częstotliwościach od 0,1 do 1Hz. W normach [14, 15] w nawiązaniu do zapisanych w normie [5] zestawiono informacje o proponowanych kryteriach oceny wpływu drgań na ludzi w budynkach podane Już to zestawienie dowodzi, iż konieczne jest prowadzenie dalszych badań w zakresie uściślania informacji charakteryzujących wpływ na ludzi drgań w przedziału niskich częstotliwości.

Coraz częściej podejmowane są badania nad wpływem czasu trwania drgań na ich odbiór przez człowieka (tzw. czas ekspozycji na drgania). Najczęściej uwzględnia się ten czynnik w ocenie przeprowadzonej przy użyciu dawki wibracji. Stosunkowo rzadko zaś przy ocenianiu wpływu drgań za pomocą widma częstotliwościowego w pasmach 1/3 oktawowych.

Podejmowane są również badania nad wpływem formy ruchu podstawy na odczuwanie drgań przez człowieka. W [6] opisano wyniki takich właśnie badań. W czasie eksperymentu realizowano drganie poziome podstawy w różnej formie. Były więc generowane drgania: wyraźnie jednokierunkowe (X albo Y), kołowe oraz eliptyczne; wszystkie z różnymi – bardzo małymi częstotliwościami. Zadaniem uczestników eksperymentu było zidentyfikowanie formy realizowanych drgań. Wyniki identyfikacji wyraźnie świadczą o tym, iż badani identyfikowali prawie jednoznacznie drgania o wyraźnym jednym kierunku oraz drgania odbywające się według linii kołowej. W przypadku drgań o ruchu eliptycznym ta identyfikacja nie była już tak jednoznaczna.

Równie interesujące były wyniki eksperymentów, w których sprawdzano odczuwanie przez ludzi drgań harmonicznych i drgań o charakterze losowym. Okazuje się, że w przedziale częstotliwości od 0,3 do 0,6Hz drgania harmoniczne są odczuwalne przy mniejszej amplitudzie drgań niż drgania o charakterze losowym. Oznacza to, że rzeczywista linia progu odczuwalności drgań harmonicznych w rozpatrywanym przedziale częstotliwości jest położona niżej od odpowiadającej drganiom o charakterze losowym.

W podsumowaniu niniejszych analiz można stwierdzić, że porównanie kryteriów oceny wprowadzonych do norm międzynarodowych i krajowych wykazuje podobieństwo w zapisach. Obecnie stosowane i doskonalone są dwie główne grupy kryteriów oceny. W jednej z nich kryteria zapisane są za pomocą struktury częstotliwościowej w pasmach 1/3 oktawowych, w drugiej zaś – za pomocą tzw. dawki wibracji. Jak wykazano powyżej pierwsze z tych ujęć zawiera więcej informacji, które mogą być przydatne zarówno w diagnozie jak i w projektowaniu nowych budynków oraz skutecznej ich wibroizolacji (por. [16]). Prace badawcze są współcześnie prowadzone nad uściśleniem zapisów odnoszących się do obydwu grup kryteriów. W szczególności chodzi tu o przedział częstotliwości drgań poniżej 1Hz oraz precyzyjniejsze określanie wartości współczynnika „n” w odniesieniu do drgań impulsowych i sporadycznych.

prof. dr hab. inż. Janusz Kawecki

Instytut Mechaniki Budowli,

Wydział Inżynierii Lądowej,

Politechnika Krakowska

Praca została wykonana w ramach realizacji Projektu „Innowacyjne środki i efektywne metody poprawy bezpieczeństwa i trwałości obiektów budowlanych i infrastruktury transportowej w strategii zrównoważonego rozwoju”(temat PT1.7) współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.

Efekty tej pracy zostały opisane w publikowanym referacie prof. Janusza Kaweckiego, który został przygotowany na VII Seminarium „Wpływ hałasu i drgań wywołanych eksploatacją transportu szynowego na budynki i ludzi w budynkach – diagnostyka i zapobieganie WIBROSZYN-2012” (13-14 września br.) tradycyjnie zorganizowane przez Instytut Mechaniki Budowli PK.

Literatura i wykorzystane materiały:

[1] PN-88/B-02171, Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach 1988, norma polska

[2] BS 6472-1:2008, Guide to evaluation of human exposure to vibration in buildings, Part 1: Vibration sources other than blasting, 2008, British Standard.

[3] DIN 4150-2, Structural vibration, Part 2: Human exposure vibration in buildings, 1999, German Standard.

[4] ISO 2631-2, Guide to the evaluation of human exposure to whole body vibration. Part 2- Vibration in buildings, 2003, International Organization for Standardization.

[5] ISO 10137 Bases for design of structures – Serviceability of buildings and walkways against vibration, 2007, International Organization for Standardization.

[6] Tamura Y., Kawana S., Nakamura O., Kanda J. & Nakatà S., Evaluation perception of wind-induced vibration in buildings. Structures & Buildings, 159, pp. 1-11, 2006.

[7] Blume J., Motion perception in the low-frequency range. Contract report AT(26-l)-99. US Atomic Energy Commission, Nevada Operations Office. July 1969.

[8] Benson A.J., Diaz E. & Farrugia P.: The perception of body orientation relative to a rotating linear acceleration vector. Fortschr. zool., 23, pp.264 - 274, 1975.

[9] Goto T., Studies on wind-induced motion of tall buildings based on occupant's reactions. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 13, pp. 241-252, 1983.

[10] Jeary A. P., Morris R. G. & Tomlinson R. W., Perception of vibration-tests in tall buildings. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 28, pp. 361-370, 1988.

[11] Hansen R. T., Read J. W. & Vanmarcke E. H., Human response to wind-induced motion of buildings. Proc. ASCE, ST7, 1973.

[12] Reed J. W., Wind-induced motion and human discomfort in tall buildings. Massachusetts Institute of technology, 1971.

[13] Kawecki J., Stypuła K.: Metodyka pomiarowo- interpretacyjna wyznaczania modelu budynku przydatnego w ocenie wpływu drgań parasejsmicznych na ludzi, Czasopismo Techniczne, 2007, z. 2-B, s. 39-46

[14] AIJ-GEH-2004. Guidelines for the evaluation of habitability to building vibration, 2007, Architectural Institute of Japan.

[15] ISO 6897, Guidelines for the evaluation of the response of occupants of fixed structures, especially buildings and off-shore structures, to low-frequency horizontal motion (o,063 to 1Hz).

[16] Kawecki J., Kozioł K., Stypuła K.: Influence of metro tunnel structure on prognosed vibrations received by people staying in nearly building; Technical Transactiond, Cracov University of Technology, vol.3-B, issue 11, pp.51-58, 2010.

[17] Stypuła K., Drgania mechaniczne wywołane eksploatacją metra płytkiego i ich wpływ na budynki, Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej, Inżynieria Lądowa, vol. 72, Kraków 2007

[18] Stypuła K., Doświadczenia Metra Warszawskiego. Problemy dynamiczne w projektowaniu oraz podczas budowy i eksploatacji, Budownictwo Górnicze i Tunelowe, vol. 1, pp. 9-10, 2003

[19] Kawecki J., Stypuła K.; Naruszenie wymagań dotyczących zapewnienia ludziom w budynku niezbędnego komfortu wibracyjnego jako stan zagrożenia awaryjnego; Inżynieria i Budownictwo; Nr 5, 2011, str. 266-269

[20] Uchwała Nr LXXVII/2422/2006 Rady Miasta Stołecznego Warszawy z dnia 22 czerwca 2006 r. w sprawie uchwalenia miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego regionu tzw. Dworca Południowego, Dziennik Urzędowy Województwa Mazowieckiego Nr 146, poz. 4800

Tweet