asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Učinná obrana před hlukem (1. část)

28.06.2013
Nárůst silniční a železniční dopravy, rozšiřování sítě rychlostních silnic, silnic I. třídy a dálniční sítě, stejně jako budování železničních koridorů přináší zejména ve městech a v hustě osídlených oblastech negativní ovlivnění životního prostředí a lidského organismu nadměrným hlukem. Dopravní zatížení, tj. počet projíždějících přepravních prostředků, je pouze jednou příčinou nárůstu hluku. Stejně významně se podílí i celková hmotnost přepravních prostředků, jejich typ a stáří, rozvoj zejména nákladní dopravy a budování rychlostních komunikací.
Provoz na silničních komunikacích narůstá každý rok. Pole údajů Centrálního registru vozidel (CRV) bylo k 30. 6. 2012 v ČR registrováno celkem 7 450 131 ks vozidel všech kategorií. Celkový nárůst registrací činil za půlroční období 91 404 ks vozidel. Ministerstvo zdravotnictví ČR zpracovává každých 5 let
aktualizované hlukové mapy (obr. 1 a 2) v okolí silniční a železniční sítě v místě osídlených území. Na jejich základě a po podrobné analýze jsou navrhována konkrétní protihluková opatření k odstranění příčin nadměrného hluku včetně časového plánu jejich uskutečnění.


Obr. 1  Hluková mapa území Lovosic ve dne – dálnice D8


Obr. 2  Hluková mapa území Lovosic v noci – dálnice D8

Druhy protihlukových clon
Negativní vliv hluku způsobeného provozem na pozemních komunikacích, železnicích i letištích je možno omezit několika způsoby. Patří mezi ně protihlukové zemní valy, okna s protihlukovou izolací, tiché kryty vozovek, pásy doprovodné komunikační zeleně a ve velké míře i protihlukové transparentní a netransparentní stěny. Účinnost protihlukových opatření závisí především na materiálu, umístění či rozměrech. Tyto parametry jsou velmi důležité, proto musejí být navrhovány s ohledem na akustické prostředí v dané lokalitě, míru hluku způsobeného hlukovými vlastnost­mi daného dopravního prostředku či mírou provozu a maximální povolenou rychlostí v da­ném úseku. I samotná konstrukce vozovky má významný vliv na míru a rychlost šíření hluku.

Protihlukové stěny
Protihlukové stěny jsou pevné překážky postavené mezi dopravní cestou a obytnou oblastí, které nedokážou dokonale pohltit či odrazit všechny zvuky, ale sníží celkovou hladinu hluku o 5 až 10 dB, hluk způsobený dopravními prostředky dokážou snížit až o polovinu. Na rozdíl od zemních valů nejsou protihlukové stěny tolik náročné na prostor. Na základě výzkumu a vývoje v posledních letech se v současnosti využívá v protihlukových stěnách rozmanitých materiálů – od klasických, jako je například dřevo či beton, až po recyklované materiály, sklocementy, skla, plasty či transparentní akryláty.

Protihlukové stěny jsou tvořeny panely většinou obdélníkového tvaru z různých materiálů, které jsou vkládány mezi ocelové nebo betonové nosné prvky (sloupky). Podle použitého materiálu a jeho pohltivosti lze stěny zařadit do pěti kategorií A0 – A4 a zároveň je lze rozdělit na odrazné, absorpční a vysoce absorpční. Za odrazivé jsou pokládány stěny, které sníží hladinu hluku při odrazu o méně než 4 dB. Absorpční stěny jsou schopny hladinu hluku snížit o 4 až 8 dB, zatímco stěny vysoce absorpční až o více než 8 dB.
Vzduchovou neprůzvučnost lze definovat jako schopnost materiálu (protihlukových stěn) snížit hladinu akustického tlaku zvukových vln procházejících tímto materiálem. Hodnota vzduchové neprůzvučnosti je značena jako DLR (dB) a je rozdělena do čtyř kategorií B0 – B3 (tab. 1). V tab. 2 jsou uvedeny minimální akustické požadavky na protihlukové stěny.

Tab. 1  Rozdělení do kategorií podle vzduchové neprůzvučnosti


Tab. 2  Minimální akustické požadavky na protihlukové clony


Normy a zkoušky pro posuzování protihlukových stěn
Mechanické vlastnosti protihlukových stěn se určí podle ustanovení, která jsou uvedena v ČSN EN 1794. Tato norma se skládá ze dvou částí: ČSN EN 1794-1 Zařízení pro snížení hluku silničního provozu – neakustické vlastnosti. Část 1: Mechanické vlastnosti a požadavky na stabilitu a ČSN EN 1794-2 Zařízení pro snížení hluku silničního provozu – neakustické vlastnosti. Část 2: Obecné požadavky na bezpečnost a životní prostředí.

Norma ČSN EN 1794-1
V normě ČSN EN 1794-1 jsou popsány požadavky na mechanické vlastnosti protihlukových stěn bez ohledu na druh použitého materiálu. Protihlukové stěny musejí vyhovovat posouzení na zatížení větrem a stálé zatížení vlastní tíhou, poškození nárazem odletujících kamenů v případě silničních komunikací, bezpečnost při nárazu vozidla a dynamické síly při odstraňování sněhu. V ČSN EN 1794-1 jsou uvedeny přílohy, ve kterých jsou popsány požadavky, postup a podstatu zkoušení konstrukcí protihlukových stěn pro jednotlivé typy zatížení:
  • Příloha A: Zatížení větrem a statické zatížení
  • Příloha B: Vlastní tíha
  • Příloha C: Odolnost proti nárazu kamenů
  • Příloha D: Bezpečnost při nárazu vozidla
  • Příloha E: Dynamická zatížení při odstraňování sněhu

Norma ČSN EN 1794-2
V ČSN EN 1794-2 – Část 2: Obecné požadavky na bezpečnost a životní prostředí jsou popsány požadavky na bezpečnost a životní prostředí při výstavbě a provozu protihlukových zařízení. Podrobně jsou tyto požadavky specifikovány v přílohách:
  • Příloha A: Odolnost proti požáru křovin
  • Příloha B: Druhotná bezpečnost (nebezpečí padajících úlomku)
  • Příloha C: Ochrana životního prostředí
  • Příloha D: Únikové cesty v nebezpečí
  • Příloha E: Odraz světla 
  • Příloha F: Průhlednost

Výplňový materiál svislých protihlukových stěn
Na výplňové panely svislých protihlukových stěn se používá několik možných variant materiálů, jako jsou beton, dřevo, ocel, hliník, cihly a jiné zdící materiály, plast a recyklovaný plast, sklo, plexisklo.

Betonové protihlukové stěny
Betonové protihlukové stěny jsou plné plošné prvky (panely), které se usadí mezi betonové či ocelové sloupky. Panely bývají převážně obdélníkového tvaru, ale je možné vyrobit i atypický tvar či tloušťku. Porézní struktura panelu řadí betonové stěny mezi zvukově pohltivé (tab. 3). Výhodou betonových panelů je vysoká životnost a zároveň snadná údržba, vysoká požární odolnost a architektonická variabilita. Obtížnější však už může být výměna při poškození, díky své hmotnosti jsou panely náročnější na přepravu. Vzhledem ke své značné vlastní hmotnosti jsou nevhodné pro mostní konstrukce.

Tab. 3  Zatřídění betonového panelu


Dřevěné protihlukové stěny a stěny na bázi dřeva a cementu
U dřevěných konstrukcí a u konstrukcí na bázi dřeva je nezbytná jejich hloubková impregnace prostředky, které mají doklad o hygienické nezávadnosti. Na rozdíl od betonových výplňových panelů mají dřevěné konstrukce omezenou životnost. Příklad štěpkocementové protihlukové stěny, která využívá odpadu z dřevozpracujícího průmyslu, je na obr. 3.


Obr. 3  PHS ze štěpkocementových desek a dřevěných rámů osazených do HEA sloupků

Kovové protihlukové stěny
Ocel se u protihlukových stěn používá zejména na nosnou konstrukci. U gabionových stěn je to ocelové pletivo, u svislých stěn zase nosné ocelové sloupky, nejčastěji profilů HEA (HEB) nebo U. Pozinkované či hliníkové systémy jsou ve většině případů prováděny jako sendvičové konstrukce, a to ze dvou plechů s výplní z minerální vaty. Největší výhodou těchto panelů je jejich hmotnost. Hliníkové panely lze provést ve třech variantách: odrazivý a jednostranně i oboustranně pohltivý. Tyto stěny dosahují zvukové pohltivosti DLa kolem 18 dB (A4) a vzduchové neprůzvučnosti okolo 26 dB (B3).

Protihlukové stěny z cihel a jiných zdicích materiálů
Použití cihel a jiných zdicích materiálů jako výplňového materiálu v protihlukových stěnách předpokládá jejich odolnost proti klimatickým účinkům zejména vody a mrazu, stejně jako proti agresivnímu prostředí (například použití posypových solí na silničních komunikacích). Stejně jako v předchozích případech je tento typ výplně uchycen do ocelových sloupků, které musí být opatřeny protikorozní povrchovou úpravou.

Protihlukové stěny z plastu a recyklovaného plastu
Protihlukové stěny s výplněmi z plastů či recyklovaných plastů mají nejnižší plošnou hmotnost a s tím spojené nejmenší přepravní náklady. Naproti tomu nevýhodou je nižší trvanlivost, použití různých spojovacích prostředků (například hřeby, šrouby nebo lepené spoje), složité těsnění v místě připojení k ocelovým sloupům pomocí klínování, náročná a pomalá výměna panelu při poškození a tvarová nestabilita (průhyby). Životnost těchto systémů je navíc ovlivněna degradací plastů působením UV záření a teplotních změn v průběhu jednotlivých ročních období. PHS z plastů rovněž vykazují nízkou požární odolnost za vysokých teplot.

Protihlukové stěny ze skla
V případě transparentních protihlukových stěn, které neomezují výhled do krajiny, lze jako výplňový materiál použít skleněné tabule, které jsou osazovány do ocelových sloupků, obvykle profilu HEB. Detailní uložení skleněné panelu je uvedeno na obr. 4. Tepelně tvrzené sklo je využíváno zejména tam, kde je zvýšené riziko mechanického či tepelného namáhání. V případě skleněných protihlukových stěn z tepelně tvrzeného skla se hodnoty vzduchové neprůzvučnosti pohybují až do 36 dB (například pro sklo tloušťky 15 mm), pro vrstvená bezpečnostní skla tato hodnota dosahuje až 40 dB (například složení Stratophone 10.10.2 s akustickou fólií). Nejdůležitější vlastností z hlediska návrhu nosných konstrukcí ze skla je pevnost a modul pružnosti (tab. 4).
Youngův modul pružnosti je konstantní veličina nezávislá na chemickém složení skla, ve výpočtech ji lze uvažovat hodnotou 70 000 MPa, což je třetinová hodnota při srovnání s ocelí.


Obr. 4  Detail uložení skleněného panelu na sloupu

Výhodou skleněných panelů v protihlukových stěnách jsou optické vlastnosti neměnné v čase. Sklo je odolné vůči agresivnímu prostředí (posypové soli), UV záření a teplotním roz­dílům. Sklo nekoroduje ani nestárne – jeho mechanické vlastnosti, průhlednost i průsvitnost zůstanou zachovány po celou dobu životnosti. Oproti plexisklu či polykarbonátu je odolnější na poškrábání – poškození vrypem.

Protihlukové stěny z polykarbonátu (PC)
Polykarbonát se ve větší míře začal ve stavebnictví využívat díky svým vlastnostem, jako je transparentnost a odolnost proti klimatickým jevům. Výrobky z polykarbonátu jsou transparentní s propustností světla až 85 %, mají dobrou tepelnou odolnost, odolnost proti slunečnímu záření i povětrnostním vlivům, odolávají nárazům (mají velkou míru houževnatosti), malou nasákavost, vysokou mechanickou pevnost a zároveň mají nízkou hmotnost. Polykarbonátové desky si zachovávají své dobré vlastnosti i při vysokém teplotním zatížení. V zimě je schopen odolávat teplotám až –45 °C, naopak v létě polykarbonát snese teploty i okolo 140 °C. Jelikož polykarbonát má vysokou míru tepelné roztažnost, je důležité zanechat určité dilatační spáry, díky nimž mohou polykarbonátové desky dobře pracovat. Důležitá je i povrchová UV ochrana, bez které by tento materiál nikdy nesplňoval dané požadavky.

Protihlukové stěny z polymetylmetakrylátu (plexiskla)
U polymetylmetakrylátu neboli plexiskla se jedná o výrobu blokovou polymerací esterů kyseliny metakrylátové, což je průhledný syntetický polymer s vlastnostmi termoplastu. Plexisklo je transparentní materiál, který umožňuje průhlednost z obou stran. Díky vlastnostem je plexisklo v dnešní době využíváno velmi často, někdy může být označováno také jako akrylátové sklo, akrylát či polyakrylát, jde však o jeden a tentýž produkt s chemickým označením polymetylmetakrylát (PMMA). Mezi výhody tohoto materiálu patří vysoká hluková odrazivost. Hlukový útlum těchto stěn dosahuje až 36 dB. Tabule jsou odolné, a to jak mechanicky proti nárazu, tak i proti klimatickým podmínkám, jako jsou vítr či UV záření. Kromě čirého provedení s propustností světla až 92 % se nejčastěji setkáváme s odstíny, jako je zelená, modrá či kouřová. Panely jsou ukládány do ocelových sloupků HEA (HEB) (obr. 5).


Obr. 5  Příklad uchycení panelu Plexiglas Soundstop do sloupku HEA


Obr. 6  Skleněná protihluková stěna


Obr. 7  Transparentní zábradlí

Vzdálenost komunikací a obytných území se stále snižuje, proto je nutné dbát nejen na funkčnost protihlukové clony, ale i na její atraktivnost, aby protihluková clona neomezovala výhled do okolní krajiny.

TEXT: Ing. Pavel Hotový
OBRÁZKY A FOTO: AGC Flat Glass Czech, Aerolux

(text vychází se studie Transparentní protihlukové stěny, kterou zpracovaly Ing. Martina Eliášová, CSc., a Ing. Michal Netušil, Ph.D.)

Pavel Hotový je produktový manažer pro stavební sklo ve společnosti AGC Flat Glass Czech, a. s.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media