Hałas kolejowy stanowi jeden z najbardziej uciążliwych rodzajów hałasu komunikacyjnego, który długotrwale obniża komfort życia i negatywnie wpływa na zdrowie osób mieszkających w sąsiedztwie torowisk, zwłaszcza w pobliżu osiedli, szkół czy szpitali. Zjawisko to ma niezwykle złożony charakter – tworzą je nie tylko dźwięki toczących się kół, ale również szum aerodynamiczny, praca silników oraz sygnały ostrzegawcze. Jego ostateczny poziom i uciążliwość są silnie zróżnicowane; zależą bezpośrednio od stanu trakcji oraz typu pociągu (inaczej oddziałują składy pasażerskie, towarowe i szybkobieżne). Ponadto propagacja tego hałasu jest stale modyfikowana przez lokalne uwarunkowania przestrzenne, takie jak ukształtowanie terenu, gęstość zabudowy czy ekrany akustyczne. Aby skutecznie chronić okolicznych mieszkańców i projektować odpowiednie zabezpieczenia, ten rodzaj zanieczyszczenia akustycznego wymaga zawsze wnikliwej analizy u samego źródła.
Hałas kolejowy powstaje przede wszystkim w wyniku fizycznego kontaktu kół z szynami, a jego ostateczne natężenie drastycznie rośnie wraz z rozwijaną prędkością oraz pogarszającym się stanem technicznym infrastruktury.
Zanieczyszczenie akustyczne od transportu szynowego podlega w Polsce surowym regulacjom prawnym, które definiują dopuszczalne limity decybeli w ścisłej zależności od pory dnia (dzień/noc) oraz rodzaju okolicznej zabudowy.
Dźwięki emitowane przez pociągi podlegają rygorystycznym procedurom pomiarowym, które wymuszają stosowanie certyfikowanych mierników klasy 1 oraz przeprowadzanie badań wyłącznie w ściśle określonych warunkach meteorologicznych.
Uciążliwość dźwiękowa torowisk jest najskuteczniej niwelowana bezpośrednio u źródła (poprzez szlifowanie szyn, maty wibroizolacyjne czy nowoczesne hamulce), natomiast tradycyjne ekrany akustyczne stanowią dopiero uzupełnienie tych działań.
Zjawiska akustyczne na liniach kolejowych często występują w parze z uciążliwymi drganiami mechanicznymi gruntu, dla których standardowe ekrany przeciwhałasowe są całkowicie przezroczyste, co wymusza stosowanie odrębnych systemów tłumiących pod samymi szynami.
Głównym mechanizmem powstawania hałasu kolejowego jest fizyczny kontakt kół z szynami. Nierówności na ich powierzchniach generują silne drgania mechaniczne, które rozchodzą się w powietrzu jako fale akustyczne. Poziom tych dźwięków błyskawicznie rośnie wraz ze wzrostem prędkości pociągu oraz pogarszającym się stanem technicznym torowiska i taboru.
Ten podstawowy hałas jest potęgowany przez dodatkowe zjawiska:
W Polsce regulacje hałasu linii kolejowych zaczynają się od ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 – Prawo ochrony środowiska. Ustawa ta w dziale V – Ochrona przed hałasem, zobowiązuje do utrzymania poziomu hałasu poniżej dopuszczalnego zgodnie z odpowiednimi rozporządzeniami. Ponadto ustawa narzuca przygotowanie map akustycznych co 5 lat, a dla terenów z przekroczonym hałasem przygotowanie programu działań, który pozwoli zredukować hałas do wartości dopuszczalnych. Ustawa także zdefiniowała wysokości kar za przekroczenie dopuszczalnego poziomu hałasu – jest to 48 zł za każdy 1 dB przekroczenia.
Poziomy dopuszczalne hałasu reguluje rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 14 czerwca 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku oraz rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 1 października 2012 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku, zaś metodykę pomiarową oraz wymagania w zakresie prowadzenia pomiarów znajdziemy w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 2011 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów substancji lub energii w środowisku przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem lub portem.
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 październik 2012 r. narzuciło nowe wartości dopuszczalnych poziomów hałasu od dróg i linii kolejowych. Wartości te przedstawiono w tabeli poniżej w zależności od rodzaju terenów. Dopuszczalne poziomy są zdefiniowane jako wskaźniki LAeqD i LAeqN dla przedziału czasu odniesienia równego 16 godzin dla pory dziennej i 8 godzin dla pory nocnej. W tabeli zamieszczono także poziomy dopuszczalne dla wskaźników LDWN i LN, czyli długookresowe średnie poziomy dźwięku A.
| Rodzaj terenu | LAeqD | LAeqN | LDWN | LN |
|---|---|---|---|---|
| Strefa ochronna „A” uzdrowiska, tereny szpitali poza miastem | 50 | 45 | 50 | 45 |
| Zabudowa mieszkaniowa jednorodzinna, zabudowa związana z stałym lub czasowym pobytem dzieci, domy opieki społecznej, szpitale w miastach | 61 | 56 | 64 | 59 |
| Zabudowa mieszkaniowa wielorodzinna, zabudowa zamieszkania zbiorowego, zabudowa zagrodowa, tereny rekreacyjno-wypoczykowe, tereny mieszkaniowo-usługowe | 65 | 56 | 68 | 59 |
| Strefa śródmiejska miast powyżej 100 tys. mieszkańców | 68 | 60 | 70 | 65 |
Pomiar hałasu kolejowego określa procedura pomiaru poziomów ekspozycyjnych dźwięku w odniesieniu do pojedynczych zdarzeń akustycznych. Zdarzenia akustyczne łączy się w klasy, a dla każdego z tych zdarzeń mierzymy poziom ekspozycyjny dźwięku LAE. Dla klas pojedynczo wyznacza się średnią logarytmiczną wartości poziomu ekspozycji. Dla pociągów definiujemy co najmniej cztery klasy pomiarowe – pociągi pasażerskie dalekobieżne, pociągi pasażerskie lokalne – regionalne, pociągi towarowe oraz autobusy szynowe. Czas pomiaru powinien być dłuższy lub równy czasowi trwania zdarzenia, w szczególności kiedy poziom hałasu jest o 10 dB wyższy od poziomu tła akustycznego pomiędzy zdarzeniami.
W rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 16 czerwca 2011 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów poziomów substancji lub energii w środowisku przez zarządzającego drogą, linią kolejową, linią tramwajową, lotniskiem lub portem zdefiniowano metodykę pomiarową dla linii kolejowych o natężeniu ruchu powyżej 30 tys. pociągów rocznie. Pomiary wskaźników LAeqD i LAeqN należy wykonywać okresowo co 5 lat. W załączniku 3-cim tego rozporządzenia zdefiniowano czym są powyższe wskaźniki. LAeqD jest to równoważny poziom dźwięku A dla pory dnia, czyli od godziny 6:00 do godziny 22:00 wyrażony w dB, z kolei LAeqN to także równoważny poziom dźwięku A, ale w zakresie nocnym, czyli od godziny 22:00 do godziny 6:00. Wartości te wyznacza się poprzez pomiary poziomu ekspozycyjnego dźwięku w odniesieniu do pojedynczych zdarzeń akustycznych wraz z ich niepewnościami.
Załącznik nr 3 powyższego rozporządzenia określa także szczegółowe wytyczne związane z lokalizacją punktów pomiarowych. Punkty pomiarowe powinny odzwierciedlać hałas generowany przez tory kolejowe, ponadto powinny być zlokalizowane w najbardziej narażonych na hałas miejscach. Na terenie niezabudowanym powinny być na wysokości co najmniej 1,5m, zaś w terenie zabudowanym przy elewacji budynków, w odległości od 0,5 do 2m w świetle okna kondygnacji eksponowanej lub na wysokości 4m nad powierzchnią terenu, jeżeli nie ma możliwości wykonania pomiarów przy budynku. Jeżeli budynek jest już zabezpieczony ekranem akustycznym lub inną przegrodą wtedy punkty pomiarowe umieszczamy na terenie poza obszarem cienia akustycznego, minimum 0,5m nad tym elementem, najlepiej w jego płaszczyźnie.
Rozporządzanie kładzie szczególny nacisk na wymagania dotyczące zestawów pomiarowych. Mierniki pomiarowe muszą być miernikami klasy 1szej. Ponadto występuje konieczność kalibrowania tych mierników kalibratorami akustycznymi klasy dokładności 1. Świadectwo wzorcowania sprzętu nie powinno być starsze niż 2 lata. Pomiary należy wykonywać z nastawą czasową FAST oraz wyposażonymi w osłony przeciwwietrzne. Sprzęt pomiarowy powinien umożliwiać odsłuch zarejestrowanego zdarzenia akustycznego, a także korelację tego zdarzenia z warunkami meteorologicznymi.
Pomiary hałasu kolejowego powinny być przeprowadzane w bardzo restrykcyjnych warunkach meteorologicznych. Warunki te należy kontrolować na wysokości co najmniej 3,5 m nad poziomem terenu. Temperatura powietrza powinna znajdować się w zakresie od -10 st. C. do 50 st. C., wilgotność względna powinna oscylować w zakresie od 25% do 98%, zaś dopuszczalny zakres ciśnienia atmosferycznego to od 900 hPa do 1100 hPa. Prędkość wiatru nie powinna przekraczać 5 m/s oraz nie powinien występować żaden opad atmosferyczny.
Rozporządzenie definiuje 14 elementów, które muszą być zawarte w raporcie pomiarowym. W pierwszej części powinny to być informacje charakteryzujące miejsce pomiarowe – nazwę i adres zarządcy, nazwę obiektu będącego przedmiotem pomiarów, nazwiska i imiona osób wykonujących pomiary razem z stanowiskami służbowymi, miejsce wykonania pomiarów oraz datę i czas pomiaru, a także charakterystykę terenu, ukształtowanie, zagospodarowanie przestrzenne, klasyfikację czy obiekty w otoczeniu źródła hałasu. Tutaj także powinny znaleźć się informacje o dopuszczalnych poziomach hałasu dla tego konkretnego miejsca pomiarowego. W kolejnej części konieczne jest zawarcie informacji o procedurze pomiarowej, zastosowanych przyrządach wraz z informacjami ze świadectw wzorcowania czy o dokładnej lokalizacji punktów pomiarowych. Należy także zamieścić informacje o nastawach miernika w czasie pomiaru i wynikach kalibracji. W protokole powinny znaleźć się kompletne informacje o warunkach meteorologicznych w czasie pomiaru. Wyniki pomiarów powinny być przedstawione w formie tabelarycznej. W przypadku pomiarów hałasu od linii kolejowej należy zamieścić informację o rodzaju linii, ilości torów, trakcji, nachyleniu torów, rodzaju i stanie torowiska czy ogólnym położeniu. Trzeba też scharakteryzować przejeżdżające pociągi – określić ich ilość, średnią prędkość czy długość.
Jak zwykle w przypadku redukcji hałasu, najbardziej skuteczne rozwiązania opierają się o redukcję hałasu u jego źródła. W przypadku linii kolejowej jest to utrzymanie odpowiedniego stanu technicznego torowiska i taboru kolejowego. Na ten stan składają się takie czynności jak szlifowanie szyn, eliminacja nierówności czy stosowanie nowoczesnych układów hamulcowych. W przypadku hałasu kolejowego bardzo popularne są maty i podkłady wibroizolacyjne, tłumiki przyszynowe oraz inne technologie ograniczające drgania przenoszone przez konstrukcję torowiska. W przypadku tego rodzaju hałasu dobrze sprawdzają się też ekrany akustyczne, wały ziemne i kombinacje obu tych rozwiązań. Hałas kolejowy można też zredukować systemowo poprzez ograniczenia prędkości w terenach zamieszkałych czy ograniczanie przejazdów ciężkich pociągów towarowych w porach nocnych. Kiedy rozważamy hałas od ciągów komunikacyjnych wdrażanie rozwiązań po stronie odbiorcy rozważa się jako ostateczność.
W sąsiedztwie linii kolejowej uciążliwość nie ogranicza się wyłącznie do hałasu. Mieszkańcy skarżą się także na drgania podłogi, ścian czy innych elementów wyposażenia. Drgania i hałas mają te same źródło, jednak zupełnie różne drogi propagacji. Hałas rozchodzi się głównie drogą powietrzną, dlatego w jego ograniczaniu stosuje się między innymi ekrany akustyczne. Drgania przenoszą się przez szyny, po gruncie aż do konstrukcji budynku. Z tego powodu ekrany akustyczne w takim rozumieniu jak wspomniane powyżej są dla tych drgań całkowicie transparentne. W przypadku drgań skuteczniejsze są przede wszystkim rozwiązania stosowane u źródła, czyli podkłady, maty czy systemy tłumiące. W przypadku drgań nie istnieją regulacje z dopuszczalnymi wartościami w środowisku. Ocena drgań odbywa się tylko w oparciu o ochronę budynków czy bezpieczeństwa ludzi w budynkach.
Autoryzowany konsultant SVANTEK pomoże Ci w kwestiach pomiarów hałasu i drgań.
