hlukové studie pro hluk z dopravy

2008
Ing. Jan Pešta

Se vzrůstající intenzitou dopravy se zvyšuje i hluková zátěž obyvatelstva. V tomto textu se zaměříme na problematiku dopravního hluku ve fázi návrhu objektů a ukážeme si různé způsoby potlačování negativního vlivu hluku.

Hluková studie slouží jako podklad pro hodnocení hluku a jeho dopad na zdraví obyvatelstva. Vypracování hlukové studie pro hluk z dopravy je často požadováno jako součást dokumentace pro hodnocení vlivů na životní prostředí, územní nebo stavební řízení. V hlukové studii se buďto formou výpočtového modelu nebo měřením hluku předpovídá hluková zátěž zamýšlených staveb nebo určitého území. Úkolem studie je určení hodnot hlukové zátěže v chráněných prostorech dané situace, jejich porovnání s platnou legislativou a případné úpravy pro zlepšení nevyhovujícího stavu.

Legislativa

V předchozím odstavci byl zmíněn pojem chráněný prostor. Termín vychází ze Zákona č. 258/2000 Sb. V tomto zákoně jsou definovány chráněné venkovní prostory, chráněné venkovní prostory staveb a chráněné vnitřní prostory staveb. Mezi chráněné venkovní prostory patří například nezastavěné pozemky využívané k rekreaci a sportu (s výjimkou zemědělských a lesních ploch). Přesnou definici těchto pozemků najdeme v Zákoně č. 344/1992 Sb. Chráněným venkovním prostorem staveb se rozumí prostor do 2 m okolo bytových domů, rodinných domů, staveb pro školní a předškolní výchovu a pro zdravotní a sociální účely, jakož i funkčně obdobných staveb. V praxi se pro hodnocení běžně používá bod 2 m před středem okna jako nejslabšího prvku fasády. Jako chráněné vnitřní prostory jsou definovány obytné a pobytové místnosti dle Vyhlášky 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu.

Pro jednotlivé typy chráněných prostorů jsou definovány hygienické limity hluku v závislosti na typu chráněného prostoru a typu zdroje hluku. Hodnota hygienických limitů hluku je stanovena v Nařízení vlády č. 148/2006 Sb. Hygienické limity hluku jsou pro hluk z dopravy stanoveny v ekvivalentní hladině akustického tlaku A (zn. L_Aeq,T) v decibelech. Konkrétní hodnoty se pro hluk z dopravy (s výjimkou letecké) stanovují jako součet základní hodnoty L_Aeq,T = 50 dB a korekce zohledňující druh chráněného prostoru, druh zdroje hluku a denní a noční dobu. Tuto problematiku si objasníme dále na konkrétním příkladu.

Posledním z požadavků, které zde uvedeme, je požadavek na zvukovou izolaci obvodového pláště. Tento požadavek je stanoven v ČSN 73 0532:2000. Jeho splnění je závazné podle Vyhlášky č. 137/1998 Sb. Požadavek na zvukovou izolaci se odvíjí od ekvivalentní hladiny akustického tlaku A ve vzdálenosti 2 m před fasádou daného objektu. Konkrétní hodnoty požadavků jsou uvedeny v tab. 01.

Tab. 01 – Požadavky na zvukovou izolaci obvodových plášťů budov

Způsoby posuzování

Odlišný charakter hluku z železniční dopravy se projevil i v odlišné korekci hygienického limitu v noční době. Hygienický limit hluku se stanovuje opět pro celou denní a celou noční dobu. K základní hodnotě se přičítá korekce +5 dB. Pro noční dobu se přičítá další korekce -5 dB. Pro chráněné venkovní prostory staveb v ochranném pásmu dráhy je nutné připočíst dalších +5 dB.

Posledním z dopravních zdrojů hluku je provoz uvnitř soukromého areálu, tedy po účelových komunikacích. V tomto případě se hygienický limit vztahuje pouze na osm souvislých a na sebe navazujících nejhlučnějších hodin v denní době a v noční době na jednu nejhlučnější hodinu. Hodnocení je přísnější než hodnocení předešlá, neboť zde nedochází k rozpočítávání hluku například z hlučnějších nočních hodin mezi 22 hodinou a půlnocí do tišších hodin ranních. Tento přístup je podložen psychologicky odlišným vnímáním hluku z různých zdrojů. Pozemní doprava po veřejné komunikaci, kde je působitel hluku neadresný, je vnímána méně negativně, než doprava po účelové komunikaci uvnitř uzavřeného areálu, kde je působitel hluku známý. Hodnota hygienického limitu hluku je zde rovna základní hodnotě L_Aeq,T = 50 dB, v noční době se použije další korekce -10 dB.

Je nutné připomenout, že korekce pro noční dobu se vždy vztahuje pouze na chráněný venkovní prostor stavby, nikoliv na chráněný venkovní prostor.

Pro případ, kdy by bylo dané území exponováno i leteckým hlukem, je nutné dodat hygienický limit hluku z leteckého provozu. Hluk z leteckého provozu se hodnotí opět pro celou denní a celou noční dobu. Hodnoty hygienického limitu jsou stanoveny na L_Aeq,T = 60 dB pro denní dobu a L_Aeq,T = 50 dB pro noční dobu. Hodnoty se vztahují na charakteristický letový den. Tímto pojmem je myšlen průměrný letový den na daném letišti za 6-ti měsíců během letní sezóny. Pro přehlednost jsou jednotlivé hodnoty popsány v tab. 02. V dalších odstavcích si ukážeme konkrétní řešení problematiky hluku na akcích řešených v Atelieru DEK.

Tab. 02 – Shrnutí hygienických limitů hluku z dopravy v chráněném venkovním prostoru staveb

Hluk ze silniční dopravy

Silniční doprava je obecně nejčastějším zdrojem stížností obyvatelstva na hluk. Problematikou hluku ze silniční dopravy jsme se zabývali například při zpracovávání hlukové studie pro soubor čtyř bytových domů v okrajové části Jihlavy. Poblíž souboru se nacházela komunikace první třídy I/38 s přibližně 14 000 průjezdy za 24 hodin (pro rok 2005). Hlukovou expozici objektů dále ovlivňovala i místní komunikace a omezeně i vzdálená dálnice D1, která je jednou z nejvytíženějších silničních komunikací v republice. Situace byla posouzena jako riziková, a proto bylo iniciováno zpracování hlukové studie. Hygienickou službou bylo požadováno i posouzení vlivu hluku dopravy vyvolané nově vznikající zástavbou na obytné domy současné zástavby.

Při zpracování hlukové studie bylo nutné překonat některé z překážek. Data o intenzitě dopravy jsou běžně k dispozici u komunikací druhé třídy a vyšších. Údaje o intenzitě dopravy na místní sběrné komunikaci však k dispozici nebyla. Tato komunikace je na rozdíl od silnice první třídy, která probíhá ve vzdálenosti téměř 200 m od pozemku s posuzovaným objektem, situována v těsné blízkosti objektů (obr. 4).
 

Obr. 4 – Bytové domy v Jihlavě – realizace bez zvláštních protihlukových opatření podle výsledků hlukové studie

Obr. 5 – Letecký snímek zájmového území pro výstavbu rodinných domů, patrné vztahy s komunikacemi

Místní komunikaci tedy nebylo možné ve výpočtu zanedbat. Před tvorbou výpočtového modelu bylo nutné vykonat průzkum v dané lokalitě. Při průzkumu jsme provedli krátkodobé měření hluku z dopravy spojené se sčítáním intenzity dopravního proudu. Výsledky sčítání byly použity jako další vstup pro výpočtový model hlukové studie. Výpočet zde musel být proveden pro více návrhových stavů.

Prvním stavem byl vliv z dopravy ze všech komunikací na současnou i nově navrhovanou zástavbu. Zde se projevil dominantní vliv hluku z dopravy na silnici I/38, hluk bylo tedy možné porovnávat s mírnějším hygienickým limitem 60 a 50 dB pro den a noc. Ve druhém stavu byl hodnocen vliv dopravy z místních komunikací na současnou i navrhovanou zástavbou. Výsledky byly porovnány s přísnějším hygienickým limitem 55 a 45 dB. Pro oba výpočtové stavy nebylo prokázáno překročení hygienického limitu hluku. Ve výsledných číslech byla zahrnuta i doprava vyvolaná vznikem nových bytových domů.

Jiná situace byla při řešení hlukové studie pro soubor navrhovaných rodinných domů v menší obci ve Středočeském kraji. Zájmové území se zde nacházelo v centru obce, v těsné blízkosti silnice II. třídy (obr. 5).

V kritickém úseku prochází silnice v zářezu 1,5 m pod úrovní pozemků (obr. 6). Objednatel navrhl na okraji pozemků opěrnou stěnu, na kterou měla navazovat akustická clona. Ve zpracované hlukové studii byla řešena optimalizace velikosti clony. Hlukem ze silniční dopravy zde byly nejvíce zasaženy okrajové části území. Území vzdálenější od silnice bylo (kromě útlumu vzdáleností) cloněno opěrnou stěnou u komunikace.

Obr. 6 – Komunikace II. třídy procházející v blízkosti zamýšlené výstavby

Obr. 7 –  Detail vjezdu na parcelu v kolizi se zamyšlenou protihlukovou clonou

Vzhledem k tomu, že se jednalo o soubor rodinných domů, byl řešen hluk nejen v chráněném venkovním prostoru staveb, ale i v chráněném venkovním prostoru na jednotlivých pozemcích náležejících k rodinným domům. Výpočtem byla prokázána nezbytnost návrhu hlukové clony nad opěrnou stěnou. Základní výška hlukové clony nad opěrnou stěnou byla stanovena na 1 m. Zvolená clona byla doplněna  do softwarového modelu a rozložení hluku v území bylo znovu spočteno. Hygienický limit hluku byl při uvažování této clony ve většině hodnocených míst výpočtově dodržen. Problematické byly pouze dva dvojdomy v blízkosti komunikace ležící u okrajových částí clony. Dvojdomy se nacházely u vjezdu do zájmového území, kde musela být clona logicky přerušena. Zvýšená hluková expozice u těchto objektů byla také dána jejich malou vzdáleností od komunikace.

Uvažovaná výška clony neposkytovala dostatečný útlum hluku po celé výšce fasády objektů. Dodržení hygienických limitů hluku u těchto domů vyžadovalo účinnější opatření.

Nový návrh počítal s prodloužením clony podél přístupové komunikace vedoucí do zastavovaného území (obr. 03). Výška clony postačující pro dodržení hygienického limitu hluku ve všech výpočtových bodech v chráněném venkovním prostoru staveb byla vypočtena na 3 m nad opěrnou stěnu.

Výsledky optimalizace clony byly konfrontovány s ostatními požadavky na využití území. Navrhované prodloužení clony nemohlo být nakonec realizováno, neboť by znemožnilo přístup právě na chráněné krajní pozemky (obr. 7). Nevýhodou zvýšení clony byla navíc její ekonomická náročnost neúměrně vysoká vzhledem k malé velikosti území, které toto řešení vyžadovalo, a také její estetické působení v rámci území. Bylo proto nutné najít kompromisní řešení. Hluková clona byla ponechána v první variantě.

U obou zmíněných krajních objektů byla na základě vypočtených hodnot hluku navržena okna s vyšší třídou zvukové izolace TZI 3. Tímto opatřením bylo dosaženo dodržení hygienických limitů hluku alespoň v chráněném vnitřním prostoru staveb. Zároveň s návrhem oken bylo doporučeno použití přívodních prvků vzduchu s dostatečným hlukovým útlumem u chráněných místností na hlukem exponované straně objektu. Přívodní prvky vzduchu instalované do fasád zajistí potřebnou výměnu vzduchu při zavřených oknech. Bude tedy dodržen požadavek na výměnu vzduchu i hygienický limit hluku v chráněných místnostech. Přesto je použití zvukově lépe izolujících oken pouze kompromisem při potlačování hluku.

Uvedené příklady studií ukazují, že nejúčinnějším opatřením pro ochranu před hlukem z nejčastějšího zdroje – silniční dopravy – je umísťování chráněné zástavby do dostatečné vzdálenosti od silnice. Jedná se tedy o urbanistické opatření.

Hluk z dopravy v urbanistických souvislostech

Problematiku urbanistických opatření pro potlačování hluku si můžeme nejlépe demonstrovat na hlukové studii zpracovávané pro soubor rodinných a bytových domů v menší obci západně od Prahy. Jednalo se o poměrně rozsáhlý soubor rodinných domů a několika nižších bytových domů umístěných na okraji obce. Území obce i pozemky pro plánovanou zástavbu již ležely mimo ochranné hlukové pásmo letiště Praha Ruzyně, ale bylo stále ovlivňováno hlukem z letecké dopravy. Podstatným zdrojem hluku byla železniční trať, která vedla mezi současnou a plánovanou zástavbou obce. Silniční doprava zde byla zastoupena komunikací I. třídy probíhající uvnitř stávající zástavby obce a komunikací III. třídy vedoucí územím pro zamýšlenou zástavbu.

Akce byla řešena již ve fázi urbanistické studie, a proto zde byl dostatečný prostor pro úpravu zástavby za účelem snížení hlukové expozice. Jak již bylo popsáno výše, v dané situaci se vyskytovaly tři různé zdroje hluku, z nichž každý působil na danou zástavbu poněkud odlišným způsobem. Hybnou silou pro zpracování hlukové studie zde byla železniční doprava. Důležitým cílem bylo stanovení potřebné vzdálenosti obytné zástavby od trati tak, aby nedocházelo k překračování hygienických limitů hluku z železniční dopravy. V opačném případě by bylo nutné vybudovat u železnice protihlukovou clonu. To by představovalo významné zvýšení nákladů na celý projekt. Vzdálenost nejbližší zástavby od železniční trati byla s ohledem na maximální využití pozemků optimalizována na 40 m.

Dalším zdrojem hluku v území byla silniční doprava. Zde se jednalo o hlavní pozemní komunikaci procházející obcí, komunikaci lokálního významu procházející zájmovým územím a obslužné komunikace v samotném souboru. Hlavní pozemní komunikace byla z velké části odstíněna současnou zástavbou obce, a proto nepředstavovala významný zdroj hlukové zátěže pro sledované území. Intenzita dopravy na komunikaci lokálního významu zjištěná průzkumem a sčítáním dopravy byla natolik nízká, že nehrozilo překročení hygienického limitu hluku v chráněných prostorech. Poslední část silniční dopravy tvořila doprava po obslužných komunikacích v rámci samotného obytného souboru. Hodnocení hluku z dopravy po těchto komunikacích nebylo předmětem studie z důvodu, že jejich konečná poloha a počet obsluhovaných domů se mohl v průběhu projektu měnit. Ze zkušenosti lze ale říci, že doprava na těchto komunikacích nebude mít podstatný vliv na hlukovou expozici objektů.

Posledním zdrojem hluku z dopravy v území byla již zmiňovaná letecká doprava z mezinárodního letiště Praha Ruzyně. Ani u tohoto zdroje hluku nebylo prokázáno překročení hygienického limitu hluku. Hygienický limit hluku je pro leteckou dopravu stanoven pro charakteristický letový den. Hluk z letecké dopravy se svým charakterem přibližuje hluku z dopravy železniční. Intervaly mezi jednotlivými průlety letadel se ale v průběhu dne mění a jsou většinou kratší než u dopravy železniční. Problematičtější oproti železniční dopravě jsou u letecké dopravy maximální hladiny akustického tlaku A. Jedná se v podstatě o nejvyšší hladinu akustického tlaku A získanou za daný měřící časový interval. Na tuto hodnotu se hygienický limit hluku nevztahuje. Často se v této souvislosti také užívají procentní distribuční hladiny L_A5%, respektive L_A1% vyjadřující hladiny akustického tlaku A, které jsou v 5 %, respektive v 1 % případů v daném časovém intervalu překročeny. Prakticky tyto hodnoty vyjadřují opakovaně dosahované maximální hladiny akustického tlaku A. V posuzovaném území se maximální hladina akustického tlaku při průletu letadla pohybovala v některých případech až u hodnoty 80 dB.

Na základě výpočtového rozložení hladin hluku především z železniční dopravy byla dále formulována doporučení pro umísťování jednotlivých domů a jejich orientaci. V případě rodinných domů v řadě nejbližší k železniční trati bylo doporučeno orientovat na severozápadní stranu domu (strana domu orientovaná směrem k železniční trati) komunikační prostory a hygienické zázemí domu. Takové orientaci nahrává i požadavek na proslunění obytných místností. Alternativně k tomuto návrhu lze použít i umístění bytových domů do řady kolem železniční tratě a uzpůsobit jejich vnitřní uspořádání jako tzv. bariérové domy, kdy domy tvoří v podstatě hlukovou clonu. Na exponovanou fasádu jsou umístěna schodiště a společné prostory domu, případně hygienické zázemí jednotlivých bytů. Tímto způsobem by se snížila hladina hluku i v chráněném venkovním prostoru, to jest na pozemcích u jednotlivých domů vzdálenější zástavby.

Podstatně odlišná je situace u hluku z letecké dopravy. Vzhledem k poloze zdroje hluku (letadel) vysoko nad terénem zde nelze použít efekt útlumu překážkou. I přes řádově větší vzdálenost zdroje hluku oproti jiným dopravním zdrojům hluku a tím vyšší přenosový útlum jsou hodnoty hladin hluku srovnatelné se zdroji pozemní dopravy. Jediným účinným opatřením v boji proti leteckému hluku je dostatečná vzduchová neprůzvučnost obalového pláště objektu. Nejkritičtější částí obalového pláště jsou okenní výplně. Navrhovanou vzduchovou neprůzvučnost okenních výplní je zde vhodné oproti normovým požadavkům mírně naddimenzovat. Je to z důvodu zmiňovaných maximálních hladin akustického tlaku A, které mohou představovat zejména v nočních hodinách pro vnímavějších jedince nepřípustné rušení spánku. Zvýšenou pozornost je zde nutné také věnovat návrhu střešního pláště, který často mívá neprůzvučnost nižší než svislé konstrukce.

Nabízí se otázka, zda má cenu řešit hluk z pozemní dopravy v případech, kdy vliv letecké dopravy vede k návrhu lepší zvukové izolace obvodového pláště. Pro řešení problematiky hluku platí, že urbanistická opatření jsou nadřazena technickým opatřením. Prvořadým cílem je dodržení hygienických limitů hluku ve všech stanovených místech, dostatečná zvuková izolace obvodového pláště zajišťuje splnění hygienického limitu pouze ve vnitřním prostředí. Dále je nutné si uvědomit, že pro návrh zvukové izolace oken je směrodatná celková hladina hluku před fasádou, tj. součet hladin hluku od všech zdrojů. V případě, kdy by nebyl hluk z pozemní dopravy náležitě řešen, může dojít k dalšímu nárůstu hluku před fasádou, a tím ke zvýšení požadavků na zvukovou izolaci především okenních výplní. Se zvyšující se třídou zvukové izolace oken roste jejich cena výrazně nelineárně, a proto se vyplatí prověřit opatření ke snížení hlukové expozice v exteriéru.

Poznámka: Legislativní část tohoto článku vychází z českého legislativního prostředí. Obecné principy a závěry článku jsou ale platné pro Českou i Slovenskou republiku.

PODKLADY

[1] Zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví
[2] Zákon č. 344/1992 Sb., o katastru nemovitostí České republiky
[3] Vyhláška č. 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu
[4] Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací
[5] ČSN 73 0532 Akustika – Ochrana proti hluku v budovách a související akustické vlastnosti stavebních výrobků – Požadavky
[6] Stavební fyzika 1 – Akustika budov – Ing. Jan Kaňka, Ph.D., Vydavatelství ČVUT, 2007