VIBROAKUSTICKÁ ŠTÚDIA PRE ZÁMER HELIPORT V AREÁLI UNIVERZITNEJ NEMOCNICE BRATISLAVA

Hodnotenie vplyvu vibrácií a otrasov na zdravie ľudí sa vykoná porovnaním posudzovanej hodnoty ekvivalentného aRweq a maximálneho aRwmax váženého zrýchlenia vibrácií (pre smery x, y, z) s prípustnými hodnotami určujúcich veličín ekvivalentného aweq,p a maximálneho awmax,p zrýchlenia vibrácií vo vnútornom prostredí budov v záujmovom území pre jednotlivé referenčné časové intervaly podľa Vyhlášky MZ SR č. 549/2007. V článku je popísaná metodika merania a posúdenie možnosti umiestnenia heliportu v blízkom okolí univerzitnej nemocnice Ružinov a zimného štadióna Vladimíra Dzurillu v Bratislave.

Ing.Ján Šimo, Ing. Ján Sobota, Ing. Lenka Pechancová

Klub ZPS vo Vibroakustike, s.r.o., Žilina

prof. RNDr. Blažej Pandula, CSc., doc. RNDr. Julián Kondela, PhD. 

F BERG TU Košice


ÚVOD

Rozsah meraní hluku, vibrácií a technickej seizmicity vychádza z podkladov „Vyhľadávacia štúdia pre umiestnenie heliportu pre vrtuľníkovú záchrannú zdravotnú službu pre Univerzitnú nemocnicu Bratislava-Nemocnica Ružinov zodpovedný riešiteľ: Prof. Antonín Kazda 0198*A*2-1 Marček-január 2018“. Meranie hladiny zvukovej expozície, SEL (ang. single event level) jednotlivej zvukovej udalosti bolo vykonané pre časový interval T ktorý je dostatočne dlhý, aby bolo možné zahrnúť celú akustickú energiu danej zvukovej udalosti pri uvažovaní minimálne bodov 10 dB pod dolnou hodnotou LpA počas T. Hladina zvukovej expozície SEL sa vyjadruje pomocou A-váženej ekvivalentnej hladiny akustického tlaku  spojitého zvuku LpAeq,T  použitím nasledujúcej rovnice:

SEL = LpAeq,T + 10 log10 (T/T0)  dB

kde LpAeq,T  je A – vážená maximálna hladina akustického tlaku spojitého zvuku v dB; 

       T0 = 1 s  referenčný časový interval;

       T  - časový interval merania v s;    

Meranie zrýchlenia vibrácií bolo vykonané v zmysle naplnenia zákona NR SR č. 355/2007 Z.z. z 21. júna 2007 o ochrane, podpore a rozvoji verejného zdravia, v zmysle Vyhlášky MZ SR č. 237/2009 Z.z., ktorou sa dopĺňa Vyhláška č. 549/2007 Z.z. zo 16. augusta 2007, ktorou sa ustanovujú podrobnosti o prípustných hodnotách hluku, infrazvuku a vibrácií a o požiadavkách na objektivizáciu hluku, infrazvuku a vibrácií v životnom prostredí, v súlade NV č. 416/2005 Z.z. a v súlade s STN ISO 2631–1:1999 a internej smernice akreditovaného laboratória Klubu ZPS vo vibroakustike, s.r.o. IS-OOFF/04.

Cieľom štúdie bolo overiť možnosť umiestnenia heliportu v blízkom okolí univerzitnej nemocnice Ružinov a zimného štadióna Vladimíra Dzurillu (Obr. 1). Monitorovali sme vplyv technickej seizmicity od vrtuľníka záchrannej zdravotnej služby, ktorý by zabezpečoval prepravu zranených do nemocnice Ružinov. Návrh výstavby Heliportu  je v blízkosti zimného štadiónu Vladimíra Dzurillu, ktorom sa nachádzajú byty zamestnancov štadióna. Bola skúmaná možnosť ohrozenie objektu štadióna vplyvom preletu a pristávania vrtuľníkov záchrannej zdravotnej služby na predpokladanom mieste heliportu. 

 

Obr. 1 Univerzitná nemocnica Ružinov a zimný štadión Vladimíra Dzurillu v Bratislave


GEOLOGICKÁ STAVBA PODLOŽIA MERANEJ LOKALITY

Horninové prostredie (prenosové prostredie) v posudzovanom území je tvorené fluviálnymi sedimentárnymi horninami rieky Dunaj. Hlavne sa jedná o horizontálne uložené piesčité hliny, piesky, štrky, piesčité štrky, zahlinené štrky a hliny ojedinele s hnilokalmi mŕtvych ramien a močiarov (obr. 2). Z pohľadu prenosu seizmických vĺn ide o prostredie nespevnených hornín. Tieto sú charakteristické vysokým útlmom seizmických vĺn. Je potrebné upozorniť na skutočnosť, že útlm seizmických vĺn sa môže znížiť ak sú uvedené vrstvy zavodnené. Práve prítomnosť vody v uvedenom horninovom prostredí zvyšuje mieru prenosu seizmických vĺn od dopravy alebo od iných zdrojov.

 

Obr. 2 Posudzované územie v Bratislave Ružinove a jeho geologická stavba

Kvartér: 1-fluviálne sedimenty: piesčité štrky a piesky najmladšieho horizontu dnovej akumulácie v nadnivných terasách (ml. pleistocén až holocén), 2- fluviálne sedimenty: litofaciálne nečlenené nivné hliny, alebo piesčité až štrkovité hliny dolinných nív a nív horských potokov (holocén), 3-fluviálno-organické sedimenty: jemnopiesčité, ílovité až hnilokalové humózne hliny mŕtvych ramien a močiarov (holocén), 4-antropogénne sedimenty: navážky, haldy a skládky, 5-plánovaný heliport


KLIMATICKÉ PODMIENKY

DátumTeplota vzduchu [°C]Rýchlosť vetra [m.s-1]Smer vetraVlhkosť vzduchu [%]Tlak vzduchu prepoč. na hladinu mora [hPa]
26.06.201822 ÷ 230 ÷ 2SZ551012

                   

TECHNICKÉ ÚDAJE VRTUĽNÍKA POUŽITÉHO PRI SKÚŠKE

Typ: A109K2, motor: 2xTurbomeca Arriel 1K1 po 550 kW, vrtuľa: ľavotočivá as priemerom 11 m, štvorlistová, tlačná,  hmotnosť: max 1595/2850 kg.

  

Obr. 3 Vrtuľník záchrannej zdravotnej služby pred Univerzitnou nemocnicou v Ružinove (vľavo) a pri prelete nad plánovaným stanoviskom heliportu (vpravo). V pozadí je hala zimného štadióna Vladimíra Dzurillu v Bratislave


INTERPRETÁCIA A VYHODNOTENIE VÝSLEDKOV MERANÍ


Obr. 4  Meranie hladiny zvukovej expozície SEL na meracom stanovišti vonkajšia presklená fasáda štadióna V. Dzurillu počas počas príletu a odletu vrtuľníka


Obr. 5 Paralelný časový priebeh hladín akustického tlaku LASmax a LCpeak  vo vzdialenosti 1 m od okennej tabule a priebeh hladín rýchlosti kmitania povrchu okennej tabule vpeak v smere zvislom „x“ Ch1, v smere vodorovnom „y“ Ch2, v smere kolmom na okennú tabulu „z“ Ch3 počas preletov vrtuľníka A109K2


Obr. 6 Časový priebeh akustickej tlakovej vlny počas preletov vrtuľníka A109K2


Obr. 7   Tretinooktávová analýza efektívneho zrýchlenia vibrácií na povrchu okennej tabule aRMS v smere zvislom „x“ Ch1, v smere vodorovnom „y“ Ch2, a v smere kolmom na okennú tabulu „z“ Ch3 počas preletov vrtuľníka A109K2


Obr. 8 Tretinooktávová analýza efektívneho zrýchlenia vibrácií na povrchu zvislého nosníka aRMS   v smere zvislom „x“ Ch1, v smere vodorovnom „y“ Ch2, a v smere kolmom na okennú tabulu „z“ Ch3 počas preletov vrtuľníka A109K2


Pre potrebu predikcie vplyvu budúcej prevádzky heliportu sme merali vplyv technickej seizmicity pri prelete vrtuľníka záchrannej zdravotnej služby nad budovou zimného štadiónu Vladimíra Dzurillu (Obr. 10). Merali sme hodnotu rýchlosti kmitania vpeak v meracom bode S1 na betónovom základe zimného štadióna (Obr. 9) a na oceľovom nosníku okna – v meracom bode S2 nad meracím bodom S1, vo výške 6 m (Obr. 10). Tieto merania poukázali na možné maximálne hodnoty rýchlosti kmitania pri preletoch vrtuľníkov záchrannej zdravotnej služby nad objektom zimného štadióna pri pristavaní na plánovanom objekte heliportu.

Obr. 9  Meracie referenčné stanovisko S1 v  meracom bode S1 (vľavo) na betónovom základe zimného štadióna Vladimíra Dzurillu v Bratislave. Digitálna seizmická aparatúra Vibraloc ABEM na meracom bode S1 (vpravo)

Obr. 10 Meracie referenčné stanovisko S2 v  meracom bode S2 (vľavo) na oceľovom nosníku okna štadióna Vladimíra Dzurillu v Bratislave. Digitálna seizmická aparatúra Vibraloc ABEM na meracom bode S2 (vpravo)


Obr. 12 Časový priebeh vrcholovej hodnoty rýchlosti kmitania vpeak v smere X Y a Z počas preletu vrtuľníka záchrannej zdravotnej služby v meracom bode S2 na oceľovom nosníku okenného rámu na zimnom štadióne


Obr. 13 Frekvenčná analýza v meracom bode S2 na oceľovom nosníku okenného rámu na zimnom štadióne

Nameraná maximálna vrcholová rýchlosť kmitania pri prelete vrtuľníka záchrannej služby dosiahla hodnotu 1,592 mm/s pri frekvencií 40,2 Hz. Hodnota efektívnej rýchlosti kmitania bola 1,1 mm.s-1. Podľa Eurokódu 8 STN EN 1998-1/NA/Z1 tabuľka 1 sú pre triedu odolnosti A a triedu významnosti III prípustné medzné hodnoty efektívnej rýchlosti kmitania 0,6 mm.s-1.   Tieto hodnoty boli namerané na stanovisku S2. Na stanovisku S1 boli hodnoty pod úrovňou citlivosti meracej aparatúry 0,3 mm.s-1. Z nameraných hodnôt vyplýva, že technická seizmicita vyvolaná preletom vrtuľníka záchrannej služby nepoškodí betonový a oceľový skelet zimného štadióna. Z frekvenčnej analýzy nameraných hodnôt vyplynulo, že frekvencie sa postupne zvyšovali z najnižšej hodnoty 11,6 Hz až na hodnotu maximálnu hodnotu 194 Hz a potom sa postupne novu znižovali až na hodnotu 14,5 Hz. Z toho vyplýva, že oceľový rám okna sa pri prelete vrtuľníka záchrannej služby nad budovou štadióna rozvibruje na vysoké frekvencie, čo môže spôsobiť poškodenie sklenenej výplne okien.

ZÁVER

Na základe predloženej dokumentácie a nameraných hodnôt vibrácií je možné konštatovať, že v blízkom okolí plánovaného heliportu v areáli Univerzitnej nemocnice Ružinov budú dlhodobému pôsobeniu vibrácií od preletu vrtuľníkov (prípadne dlhodobému zaťaženiu) vystavený objekt zimného štadióna a byty zamestnancov zimného štadióna. Zdrojom vibrácií v prípade prevádzkovania heliportu budú prelety a pristávanie vrtuľníkov záchrannej zdravotnej služby nad objektom zimného štadióna.  

Podľa predbežných meraní maximálna vrcholová rýchlosť kmitania v takejto vzdialenosti dosiahla hodnotu 1,592 mm/s. Podľa Eurokódu 8 STN EN 1998-1/NA/Z1
tabuľka 1 sú pre triedu odolnosti D a triedu významnosti III prípustné medzné hodnoty efektívnej rýchlosti kmitania 0,6 mm.s-1.  

V prípade betonového a oceľového skeletu zimného štadiónu, prelet vrtuľníkov záchrannej zdravotnej služby ho nepoškodí. Môže spôsobiť poškodenie sklenenej výplne okien a spôsobiť škody na obytných objektoch a voľne lietajúce častice úlomkov zraniť obyvateľov bytov a pacientov, ktorí sa zdržujú v blízkom okolí preletov.


Literatúra:

Pandula B., Kondela J., Metodológia seizmiky trhacích prác, Banská Bystrica, 2010. 

Pandula B., Kondela J., Meranie vplyvu technickej seizmicity na   na individálnu výstavbu v obci Vyšná Šebastová,    Výskumná sprava F BERG TU Košice, 2012. 

Siskind D., Structural Response and Damage by Grow,  Vibration from Surface Mine Blasting, USBM RJ 8507, 2001. 

STN Eurokód 8, Navrhovanie konštrukcií na seizmickú odolnosť. Časť 1, národná príloha, zmena 1 (STN EN 1998-1/NA/Z1). 

STN ISO 2631-2:2004 Mechanické kmitanie a otrasy. Hodnotenie expozície človeka kmitaniu na celé telo.

STN ISO 1996-1. Akustika. Opis, meranie a posudzovanie hluku vo vonkajšom prostredí. Časť 1: Základné veličiny a postupy posudzovania.

STN ISO 1996-2. Akustika. Opis, meranie a posudzovanie hluku vo vonkajšom prostredí. Časť 2: Určovanie hladín hluku.

Vyhláška MZ SR č.549/2007Z.z. Vyhláška MZ SR, ktorou sa ustanovujú podrobnosti o prípustných hodnotách hluku, infrazvuku a vibrácií a o požiadavkách na objektivizáciu hluku, infrazvuku a vibrácií v životnom prostredí.

NV SR č.115/2006 Z.z. Nariadenie vlády SR o minimálnych zdravotných a bezpečnostných požiadavkách na ochranu zamestnancov pred rizikami súvisiacimi s expozíciou hluku