Pomiary hałasu wykonano specjalistycznym sprzętem Sonitus EM2023 oraz miernikiem poziomu dźwięku Svantek SV35A, Rys.1, w dwóch sesjach pomiarowych.
Pierwsza sesja miała miejsce w okresie 1-19.VII.2021. Były to pomiary ciągłe, wielodniowe. W czasie pomiarów ruch na S2 był niewielki, ponieważ
obowiązywał zakaz wjazdu dla ciężarówek, tak więc ruch dotyczył wyłącznie samochodów osobowych
droga była praktycznie ślepa - obwodnica urywała się przed Ursynowem (nieoddany tunel)
był środek wakacji, a trasa do Lublina (wtedy jeszcze w przebudowie) nie jest kierunkiem wakacyjnym.
![]() |
![]() |
Zmierzone dane były wysyłane w czasie rzeczywistym do serwerów firmy Sonitech, dzięki czemu można było śledzić na bieżąco poziom hałasu za pomocą aplikacji webowej, Rys.2.
Druga, jednodobowa sesja pomiarowa miała miejsce 16-17.V.2022 w godzinach od szóstej rano do szóstej rano. Urządzenie zainstalowano w tym samym miejscu - na wysokości pierwszego piętra, na posesji przy ul. Popiołów/Mszańskiej, Rys.3.
Dźwięk jest falą utworzoną przez przesuwające się cząsteczki powietrza. Jedna popycha kolejną jak ludzie swoich sąsiadów w zatłoczonym autobusie. Ostatni, który nie ma już sąsiada naciska na tylnią szybę. Ową siłę nacisku nazywamy ciśnieniem akustycznym, zaś odpowiednikiem szyby jest błona bębenkowa ucha.
Najmniejsze ciśnienie, przy którym błona ucha się ugina i daje wrażenie dźwięku to (paskala), czyli jakieś . Ciśnienie każdego dźwięku (nazwijmy je ) można wyrazić jako wielokrotność tego minimalnego, np. “ więcej niż ” albo “ więcej niż ”. Człowiek potrafi usłyszeć nawet . Dlatego dla wyrażenia głośności zamiast podawać taką długą liczbę, wygodniej powiedzieć ile ona ma zer. Nazywamy to “rzędem wielkości”, a operacja, która podaje liczbę zer to logarytm dziesiętny:
(1) |
Jednostką głośności jest l . Jeden hałasu więcej to jedno zero więcej w mnożniku mówiącym ile razy dany dźwięk jest głośniejszy od najcichszego słyszalnego. Najgłośniejszy dźwięk, który jeszcze słyszymy bez bólu to jakieś . Zatem cały zakres słyszalności to . Dla wygody zwykło się używać wielkości razy mniejszej (tj. podwielokrotności), czyli głośności w decy-belach :
(2) |
Zatem wyrażony w decybelach zakres słyszalności człowieka to jakieś .
Człowiek słyszy najlepiej (subiektywnie najgłośniej) tony o częstotliwości . Częstotliwości mniejsze i większe wydają się cichsze nawet jeśli ich ciśnienie akustyczne jest identyczne. Dlatego, żeby uzyskać miarę głośności “sprawiedliwą” dla wszystkich tonów (w sensie ich słyszalności przez człowieka), przed obliczeniem głośności tony “dyskryminowane” (czyli niskie i wysokie) mnoży się tak, żeby zrównały się ze średnimi. Taki zabieg mnożenia nazywamy A-weighting, czyli “ważeniem typu A” (są jeszcze inne literki). Głośność skorygowana na barwę tonów, dalej mierzona w , przyjmuje symbol (od Level A-weighted).
Jeśli pomiar głośności przeciąga się w czasie i fluktuuje (chwilowe wartości się wahają), wtedy bierze się średnią wartość głośności z całego pomiaru. Taka głośność przyjmuje symbol (od Level A-weighted EQuivalent continous, czyli równoważnik ciągłego, A-ważonego poziomu dźwięku).
Wielkość jest często używana jako reprezentatywna miara głośności, np. w normach hałasu.
Wartości graniczne hałasu uznawane za szkodliwe są określone w normach i zaleceniach wielu organizacji, np.
WHO: Environmental Noise Guidelines for the European Region11 1 WHO Environmental Noise Guidelines for the European Region: https://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0008/383921/noise-guidelines-eng.pdf
EU: Environmental Noise Directive (END) 22 2 Environmental noise: https://www.eea.europa.eu/airs/2018/environment-and-health/environmental-noise
Rząd RP: rozporządzenie z dnia 14.VI. 2007 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (obowiązujące w czasie budowy osiedla Sosnowy Zakątek)33 3 Dz. U. Nr 120, poz. 826 z późn. zm.
Rząd RP: rozporządzenie z dnia 15.X.2013 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku (obowiązujące w czasie budowy S2)44 4 Dz.U. 2014 poz. 112 z późn. zm.
W normach korzysta się najczęściej z definicji nadmiernego hałasu opartych na statystycznych miarach głośności w ciągu nocy i dnia.
Co do zasady, normy powstają w celu ustalenia (tj. uczynienia stałym, czyli niezmiennym w czasie) maksymalnych, gwarantowanych parametrów hałasu w okresie użytkowania przedmiotów od tych norm zależnych. Poprawnie rozumując, należy zatem zakładać stałość norm lub ewentualnie ich zaostrzanie w kierunku lepszych (niższych) parametrów najwyższego hałasu, nigdy odwrotnie.
Miary statystyczne służą uproszczeniu złożonego problemu. Np. zamiast oddzielnych liczb opisujących hałas w ciągu doby wolimy mieć tylko jedną, żeby łatwo było powiedzieć “dużo to czy mało”. Z grubsza rzecz ujmując, statystyka to technika redukowania zbiorów danych liczbowych do pojedynczych liczb tak, żeby zmniejszyć rozmiar danych ale zachować jak najwięcej informacji.
Statystyka to rzemiosło wymagające wysokiej etyki postępowania. Z techniczno-matematycznego punktu widzenia statystyka jest nęcąco łatwa w (nad)użyciu. Niezwykle łatwo jest manipulować zbiorami danych (nawet nieświadomie) tak, żeby uzyskać pożądany wynik. Dlatego premier UK, Disraeli, stopniował fałsz na “kłamstwa, cholerne kłamstwa i statystyki”.
Istnieje bardzo wiele dróg redukcji danych do pojedynczych, użytecznych miar. Najpopularniejsza to uśrednianie. Wartość średnia ma oczywistą zaletę: jest prosta i powszechnie znana. Ma też wady: niewłaściwie użyta (umyślnie bądź nieświadomie) prowadzi do rażących nieprawd (ja i mój pies mamy średnio po trzy nogi).
Normy i zalecenia odnoszą się najczęściej do miar statystycznych zmiennego w czasie poziomu hałasu. Jako że najprostsza miara to wartość średnia, ta wybierana jest najchętniej. Różny bywa za to okres uśredniania przyjęty w różnych dokumentach. Np. mówi się o porze nocnej i dziennej albo o średniej całodobowej (dzień-wieczór-noc). Wprowadza się także limity na wartości maksymalne.
Lepszy pogląd na uciążliwość hałasu dają inne miary niż wartość średnia. Jedną z nich jest histogram, który mówi ile czasu człowiek jest narażony na różne poziomy hałasu. Można go otrzymać z ciągłych pomiarów hałasu, uśrednianych co sekundę (zamiast po całym dniu). Pokażemy dalej jak go interpretować.
Normy to powszechnie obowiązujące umowy mające na celu ujednolicenie ważnych parametrów, dla dużych grup ludzi. Np. średnica, skok i długość gwintu żarówki (E14, E27) jest unormowana po to, żeby żarówka do lampy pasowała. Inaczej mówiąc: żeby konsumenci mogli polegać na producentach żarówek, a producenci żarówek na producentach lamp. Jedni, drudzy i trzeci inwestują swoje środki w nadziei uzyskania korzyści, w zaufaniu do trwałości norm, które ich wiążą.
Podobna sytuacja, chociaż na większą skalę, ma miejsce w czasie budowy domów. Dom buduje się wiele lat, wielkim nakładem kosztów (często na kredyt spłacany do końca życia) w miejscu, którego nie można potem zmienić. Zakłada się przy tym pewność prawa i ustanowionych przez państwo norm. W nowoczesnych, praworządnych społeczeństwach, jeśli powszechnie obowiązujące normy środowiskowe zmieniają się, to tylko na ostrzejsze.
Południowa Obwodnica Warszawy (POW) była projektowana w XXw. Jej przybliżony przebieg był znany od dawna. Domy w sąsiedztwie POW planowano i budowano przez dziesięciolecia w zaufaniu do obowiązującego prawa. Zasadnie przyjmowano, że techniczna realizacja planowanej drogi zagwarantuje poziomy hałasu nie większe niż warowane w normach obowiązujących natenczas, tj. w czasie budowy domu. Utrzymanie w mocy norm hałasu obowiązujących w czasie budowy konkretnego domu (albo lepszych) należy uznać za rodzaj praw nabytych podlegających ochronie.
Pomimo tych, raczej oczywistych zasad, w roku 2013 normy hałasu ( w dzień i w nocy) zostały podniesione o , Tab.1. Oznacza to 4-krotne zwiększenie dopuszczalnej amplitudy dźwięku. Celem zmiany było zaoszczędzenie pieniędzy na ekranach akustycznych i innych technologiach zmniejszających uciążliwość akustyczną autostrad.
Po podniesieniu dopuszczalnych wartości hałasu, domy zbudowane dawno temu w odległości gwarantującej względną ciszę znalazły się nagle w strefie hałasu. W miejscach, gdzie (według starych norm) stanęłyby ekrany akustyczne i inne zabezpieczenia – dziś żadnych zabezpieczeń nie ma.
Wyniki pomiarów zostały przedstawione przez wykonawcę (SONITECH) w postaci szczegółowych sprawozdań obejmujących wszystkie istotne parametry pomiaru, w tym:
typ urządzenia
warunki atmosferyczne (np. wilgotność, temperaturę, ciśnienie, siłę i kierunek wiatru)
nastawy
protokoły wzorcowania urządzenia
podstawy prawne
metodykę
charakterystykę terenu
opis źródeł hałasu
parametry ruchu pojazdów
opis posadowienia urządzenia w czasie pomiarów.
Powstało 9 oddzielnych raportów, po jednym dla każdego miejsca pomiaru. Pomiary przebiegły pomyślnie. Jak czytamy w raportach: “Zastosowany czas próbkowania wynosił 1 sekundę. Zastosowano pomiar ciągły zarówno w porze dziennej jak i nocnej. W pomiarach nie odnotowano przerw w rejestracji sygnału dźwiękowego ani przypadkowych zdarzeń zakłócających pomiar, które miałyby wpływ na uzyskany wynik pomiaru.”.
Najważniejszym uzyskanym wynikiem jest “równoważny poziom dźwięku” , wyrażony w decybelach []. Jest on istotny, ponieważ właśnie wartość figuruje w normach mających zastosowanie do oceny dopuszczalności poziomu hałasu.
Odczyty wartości wraz z wartościami dopuszczalnymi zdefiniowanymi w normach przedstawia Tab.1.
Norma oraz wartości rzeczywiste | dzień | noc |
[dB] | [dB] | |
norma WHO | 53 | 40 |
dyrektywa EU, Environmental Noise Directive (END) | 50-55 | 50 |
norma PL do 2013r. | 55 | 50 |
norma PL od 2014r. | 61 | 56 |
Zmierzone na posesji ul. Popiołów/Mszańska | 62.1 | 58.8 |
Zmierzone na posesji ul. Bonisławska | 65.1 | 61.8 |
Zmierzone na posesji ul. Izbicka | 56.3 | 58.5 |
Zmierzone na posesji ul. Podbiałowa | 64.7 | 62.0 |
Zmierzone na posesji ul. Nasza | 58.6 | 54.7 |
Zmierzone na posesji ul. Ogórkowa | 59.8 | 56.5 |
Zmierzone na posesji ul. Tuberozy | 58.3 | 55.4 |
Zmierzone na posesji ul. Deptak | 60.4 | 54.9 |
Zmierzone na posesji ul. Wolna (szkoła) | 55.3 | - |
Z tabeli 1 widać, że poziom hałasu dopuszczany przez normy międzynarodowe oraz normę polską do 2013 roku jest przekroczony we wszystkich przypadkach. W większości lokalizacji (5 z 9) przekroczone są także obowiązujące obecnie normy polskie, choć przyzwalają na amplitudę hałasu czterokrotnie wyższą niż UE i ponad razy wyższą niż WHO.
Poza pojedynczą, uśrednioną po czasie całej nocy (albo całego dnia) wartością , wynikiem pomiarów były także zestawy danych sekundowych . Sekundowy odczyt to ta sama wielkość, którą stosuje się w normach, tyle że chwilowa (trwająca ). Uśrednia się ją na odcinku jednej sekundy (zamiast całego dnia). Uzyskujemy w ten sposób bardzo cenne informacje: jak zmienia się hałas w czasie. Na przykład, bardzo głośne hałasy przeplatane zupełną ciszą są o wiele trudniejsze do zniesienia niż jednolity, umiarkowany szum, chociaż w obu przypadkach zarejestrowalibyśmy tą samą średnią dzienną.
Urządzenia pomiarowe obok wartości średniej dostarczają także innych standardowych informacji na tema hałasu, m.in.:
- najwyższej zarejestrowanej wartości w okresie pomiarowym (np. w ciągu )
- średniej z 10% najwyższych wartości zarejestrowanych w okresie pomiarowym
- średniej z 90% najniższych wartości zarejestrowanych w okresie pomiarowym
Średnie wartości hałasu (np. godzinowe) są miarą statystyczną przyjętą w normach ale niewiele mówią o odczuwaniu hałasu przez człowieka. Człowiek dość dobrze adaptuje się do jednostajnego szumu (o rozsądnej głośności), jednak źle znosi nagłe zmiany hałasu (np. szybki przejazd motocykla).
Wielkości i pozwalają wychwycić incydenty akustyczne (np. start samolotu), które najpewniej nie będą widoczne w danych uśrednionych ale istotnie wpływają na uciążliwość akustyczną. Tabela 4 pokazuje przykłady takich incydentów na obwodnicy S2 w środku nocy.
Przykład: 11.VII.2021 w godz. 22-24 średnie godzinowe wynosiły “zaledwie” . Jednak chwilowy hałas często przekraczał . Oznacza to wielokrotne, gwałtowne zmiany głośności od względnej “miejskiej ciszy” (ok. ) aż do hałasu Boing’a 737-800 startującego w odległości 2 mil.
Podobny typ hałasu (głośny huk na zmianę ze względną ciszą) obserwuje się właśnie w okolicy lotnisk, gdzie starty odbywają się co kilka minut.
Dla zobrazowania hałasu w długim czasie (miesiąc) i o każdej porze (cała doba), można wyświetlić hałas jako mapę, Rys.5. Kolory punktów pokazują zmierzone natężenie hałasu (w porównaniu do norm), a ich położenie pokazuje moment pomiaru. Oś pionowa to kolejne dni lipca, oś pozioma to godziny każdej doby. Cienkie linie to izofony – łączą punkty o takim samym hałasie.
Czerwone i czarne obszary mapy hałasu pokazują którego dnia (oś pionowa) i o której godzinie (oś pozioma) wszystkie normy były przekroczone. Na przykład są one przekraczane prawie codziennie ok. godzin 5-7 (pionowy czerwony pas na wysokości godziny 6 osi poziomej). Także po południu (godz. 14-21) hałas bardzo często przekracza obowiązujące normy.
Pomarańczowe i żółte obszary mapy hałasu pokazują którego dnia (oś pionowa) i o której godzinie (oś pozioma) normy WHO, UE i RP do 2013r. były przekroczone. Jak widać normy są przekraczane prawie cały czas, za wyjątkiem późnych godzin nocnych.
Obszary zielone mapy pokazują czas, kiedy hałas mieści się w normach. Daje to okresy względnego spokoju w późnych godzinach nocnych. Ale tylko w tygodniu. W weekendy normy są zwykle przekroczone przez całą noc.
Dane sekundowe, czyli wartości dla kolejnych sekund, mierzone przez całą dobę dostarczają cennych informacji o uciążliwości hałasu. Dzięki nim można wykreślić histogram hałasu, czyli wykres, na którym widać ile czasu w ciągu doby trwały poszczególne poziomy hałasu z dokładnością do decybela. Histogramy pokazują, że prawdziwy poziom uciążliwości S2 jest większy niż wydawałoby się to tylko z obserwacji wartości średnich .
W tabeli 2 zestawiono proporcje czasu, który mieszkańcy omawianych posesji spędzają we względnej ciszy lub nadmiernym hałasie. Jak widać, względna cisza jest dana co najwyżej przez nocy i dnia (Popiołów/Mszańska). Mieszkańcy ul. Bonisławskiej są pozbawieni ciszy całodobowo.
Pomiar na posesji | czas przekroczenia norm | |||
---|---|---|---|---|
w normach | WHO, UE, RP do 2013r. | RP od 2014r. | ||
Popiołów/Mszańska | dzień | 7% | 93% | 48% |
noc | 9% | 90% | 51% | |
Bonisławska | dzień | 0% | 100% | 97% |
noc | 1% | 99% | 85% |
Z lewej strony Rys.6,7 pokazano czas trwania wzrastających poziomów hałasu w ciągu dnia (godz. 6-22) na posesjach Popiołów/Mszańska oraz Bonisławska.
Kolor zielony oznacza zakres poziomów hałasu w granicach norm. Kolory pomarańczowy i czerwony odpowiadają przekroczeniu norm. Wartości na osi pionowej to czas ekspozycji danego poziomu hałasu w sekundach (). Jak widać czas, w którym normy są spełnione jest albo zaniedbywanie mały, albo nie ma go wcale. Natężenie hałasu mocno przekraczającego normy (znacznie ponad ) utrzymuje się przez wiele godzin w ciągu dnia.
Z prawej strony Rys.6,7 pokazano proporcje czasów przekroczeń norm hałasu w podziale na oba typy norm. Dla posesji Popiołów/Mszańska normy WHO, UE i RP do 2013r. są przekraczane przez prawie z każdego dnia. Norma RP od 2014r. jest przekraczana w czasie 16-godzinnego dnia przez prawie . Przy ul. Bonisławskiej wszystkie normy są przekroczone praktycznie przez cały dzień.
Z lewej strony Rys.8,9 pokazano czas trwania wzrastających poziomów hałasu w nocy (godz. 22-6) na posesjach Popiołów/Mszańska oraz Bonisławska.
Kolor zielony oznacza zakres poziomów hałasu w granicach norm. Kolory pomarańczowy i czerwony odpowiadają przekroczeniu norm. Wartości na osi pionowej to czas ekspozycji danego poziomu hałasu w sekundach (). Jak widać czas, w którym normy są spełnione jest zaniedbywanie mały. Natężenie hałasu mocno przekraczającego normy (znacznie ponad ) utrzymuje się przez większość nocy.
Z prawej strony Rys.8,9 pokazano proporcje czasów przekroczeń norm hałasu w podziale na oba typy norm. Dla posesji Popiołów/Mszańska normy WHO, UE i RP do 2013r. są przekraczane przez prawie z każdej nocy. Norma RP od 2014r. jest przekraczana przez pół nocy. Przy ul. Bonisławskiej normy WHO, UE i RP do 2013r. są przekraczane praktycznie przez całą noc, zaś norma RP od 2014r. nie jest przekraczana tylko przez jedną godzinę nocy.