Kun oletetaan että taajuus on 1 khz ihmisen korvassa syntyy kuuloaistimus kun painetta on noin 20µPa.

Transkriptio

1 Melu ilmansaasteena

2 Ilmansaaste voi olla myös väliaineessa etenevää värähdysliikettä, melua. Ilmassa ääni havaitaan pieninä poikkeamina vallitsevasta ilmanpaineesta. Näiden poikkeamien tehollista keskiarvoa sanotaan äänenpaineeksi. Ääntä voidaan määritellä kahdella tapaa: äänenpoainetasolla ja äänen intensiteettitasolla. Molemmista kaavoista saa kuitenkin saman db tuloksen Kun oletetaan että taajuus on 1 khz ihmisen korvassa syntyy kuuloaistimus kun painetta on noin 20µPa.

3 ÄÄNENPAINETASO Tiettyä äänen voimakkuutta vastaa siis tietty äänenpaine (Pascal). Äänenvoimakkuus ilmaistaan äänitasona (L), jonka yksikkö on desibeli (db). Äänitaso saadaan vertaamalla havaittua äänenpainetta (p) vertailuarvoon (p0). Vertailuarvo on heikoin ääni, jonka ihminen voi kuulla (p0= 2 x 10-5 Pa), joka merkitään siis 0 db:llä ja sitä kutsutaan kuulokynnykseksi. Asteikko on logaritminen siksi, että vertailuarvon ja kipukynnyksen välinen suhde on suuri. L = 20 log p/p0 db

4 Äänen intensiteettitaso Ll = 10lg l/l0 db (kerroin 10 johtuu siitä että käytetään desibeliä)

5 Kipukynnys on ihmisellä n db (taulukko ). Eri äänilähteiden aiheuttamat äänet vaihtelevat myös taajuudeltaan (eli äänenkorkeus) Taajuudeltaan ihmisen kuuloalue on (20000) Hz (värähdystä / sekunti) ja herkimmillään korva on Hz:n alueella.

6 Melua mitataan melumittareilla, joissa mitataan äänenpainetta. Kun tehdään melulaskuja, on helpompi käyttää intensiteetin kaavaa, koska tällöin on esim. helpompi laskea useamman lähteen yhteismelua yms. Mikrofoniin osuva ääni aiheuttaa painevaikutuksen, joka muunnetaan jännitteeksi

7

8 Kun tehdään melumittauksia (äänitasomittauksia) käytetään sellaisia suodattimia, jotka suodattavat taajuuksia samalla tavalla kuin ihmiskorva (Osin puhutaan myös äänen voimakkuustason suodatuksista) Yleisin on nk. A-painotettu suodatin, joka antaa tulokseksi db(a). Myös melun ohjearvot on usein ilmaistu dba:na. Mittalaitteet ovat yleensä äänitasomittareita, jotka voivat mitata maksimiäänentason lisäksi myös tietyn ajanjakson ekvivalenttitasoa. Niissä on usein käytettävissä erilaisia aikapainotuksia, kuten F (fast), S (slow) ja I (impulse). Yleensä käytetään aikapainotusta F. Aikapainotuksilla ei ole vaikutusta ekvivalenttitason mittaamisessa, mutta enimmäistasoa mitatessa F:llä ja S:llä mitattaessa saadaan erilaiset tulokset

9 Aika Fast (125ms)-liikennemelu Slow(1s)-joskus raideliikennemelu Impulse(35ms)-ampumarata

10 Jaksoton ääni, kuten esim. liikenteen melu sisältää lukemattoman määrän eri taajuuskomponentteja

11 Jaksollinen ääni, esim. soitin sisältää perustaajuuden ja kerrannaistaajuuksia

12 MELUN OHJEARVOT Ohjearvot db(a) ks VN päätös (993/1992) Ulkona 55/50 db (päivä/yö (klo 22-07)) (uudet alueet 55/45) Loma, luonnosuojelu yms. Alueet 45/40 db Sisällä Asuin, potilas, majoitus 35/30 Opetus 35 db (päivä) Liike 45 db (päivä)

13 Suomessa arvioidaan asuvan yli mijoona ihmistä alueilla, joilla melutaso ylittää 55 dba. Uudenmaan alueella joka neljäs asuu alueilla, jossa melu ylittää suositusrajat Melu on haittana etenkin vilkasliikenteisten teiden varsilla sekä lentokenttien läheisyydessä. Nykyisin pyritään siihen, ettei sellaisille alueille joilla melutaso ulkona ylittää 55 db, kaavoitettaisi uusia asuin-, koulu-, sairaala- tai päiväkotialueita. Ohjearvot melulle asuintiloissa vaihtelevat dba (yö/päivä) ja työ- ja toimistohuoneissa 45 dba. 8 tunnin oleskelun ohjearvo on 85dB

14 80 db(a) voimakkuuden ylittävä ääni tai melu voi olla kuulolle vahingollista. N työntekijää altistuu tämän alemman toiminta-arvon ylittävälle melulle. Ylempi toiminta-arvo melualtistukselle on 85 db(a) altistuu n henkilöä. kirvesmiehet, moottoriajoneuvojen ja työkoneiden asentajat ja korjaajat, paperin ja kartongin valmistajat ja rakennusmiehet. Ammattitaudit 1980-luvulla 2000 tapausta vuodessa. Vuonna 2007 ammattitautiepäilyjä oli n kpl, joka on 26 % kaikista kirjatuista ammattitauti- ja ammattitautiepäilytapauksista. (Lähde työterveyslaitos)

15 Liikennealueiden melu pääkaupunkiseudulla vuonna 2000

16 Yli 55 dba alueet vuosina 2000 ja 2020

17 Melun terveysvaikutukset Melun kokeminen on subjektiivista. Esim. yöllä henkilön herättävä sateen rummutus katolla (40-65 db) ei tunnu niin meluisalta ja häiritsevältä kuin hyttysen ininä (30-35 db) Autonominen hermosto

18 Hiljaiset alueet ntid=27837&lan=fi

19 Melu vaikuttaa ihmiseen monella tapaa. Unihäiriöt ovat yleinen melun aiheuttama haitta. Lisää väsymystä, mielialan laskua yms Päiväsaikaan liiallinen melu mm. vähentää keskittymiskykyä ja lisää ärtyneisyyttä ja stressiä. Esim. lukemaan oppimisen vaikeus Lasten itsetunto Kuulovaurioita voi syntyä oleiltaessa pidemmän aikaa (esim. työpaikalla) jo noin db:n melussa. 85dB onkin 8 tunnin altistumisraja Kuulovaurioita saattaa syntyä myös lyhytaikaisesta altistumisesta yli db:lle. Kuulovauriot sikiöllä jos äiti kovassa melussa töissä Kuulovauriot voivat johtua sisäkorvan karvojen tuhoutumisesta

20 Turvallinen melussaoloaika Jatkuva A-äänitaso (db) Melussaoloaika 85 8 tuntia 88 4 tuntia 94 1 tunti min min min 115 ei lainkaan!

21 Melun vaimentuminen Suuri osa havaitsemistamme äänistä tulee ympäristön metrin säteeltä Äänen vaimentumiseen vaikuttavat monet tekijät, kuten etäisyys, esteet ja topografia (kasvillisuus, talot, mäet yms.) sekä myös ilman lämpötila, kosteus ja tuulisuhteet. Melu vähenee keskimäärin 3-6 db etäisyyden kaksinkertaistuessa, josta noin puolet on maanpinnan (kasvillisuus, maasto yms.) aiheuttamaa lisävaimennusta. Myös melulähteen laadulla on vaikutusta vaimenemiseen. (pistemäinen enemmän)

22 Melun vaimeneminen ulkoympäristössä riippuu sää- ja ympäristöolosuhteista. Tärkein ääntä vaimentava tekijä on äänienergian hajaantuminen etäisyyden äänilähteestä kasvaessa suuremmalla pinta-alalle äänen intensiteetin pieneneminen. Toinen ääntä vaimentava tekijä on ilmassa tapahtuva äänienergian absorboituminen. lisäksi äänen vaimenemista tapahtuu kasvillisuuden ja maastoesteiden vaikutuksesta. heijastukset voivat lisäksi vaimentaa tai vahvistaa ääntä paikallisesti.

23 Äänen hajaantuminen vapaassa äänikentässä tapahtuu pistemäisen äänilähteen kyseessä ollen etäisyyden mukana kasvavalle pallopinnalle. Tästä seuraava äänenpainetason lasku on 6 db aina matkan kaksinkertaistuessa. Kaavan muodossa vaimeneminen dl on siirryttäessä etäisyydeltä r 1 etäisyydelle r 2 : dl = 20 log(r 2 /r 1 ) Ilman absorption aiheuttama vaimennus riippuu äänen ilmassa kulkeman matkan pituudesta, äänen taajuudesta sekä ilman lämpötilasta, suhteellisesta kosteudesta ja ilmanpaineesta. (Näiden vaikutus pystytään laskemaan)

24 Viivamaisten lähteiden, kuten jatkuvan liikenteen teiden ympäristössä melu vähenee vain 3 db etäisyyden kaksinkertaistuessa, kun taas yksittäisten autojen pistelähteissä se vaimenee 6 db (vrt ed.dia). Kaupungeissa saattavat myös kovat pinnat heijastaa ääntä ennalta-arvaamattomiin paikkoihin. Sisätilojen melua voidaan vähentää rakennusteknisillä seikoilla, kuten ulkoseinien ääneneristävyyden parantamisella, kaksinkertaisilla ikkunalaseilla yms.. Rakennusten seinien melua vähentävä vaikutus on yleensä luokkaa db.

25 Sääolosuhteiden vaikutus Esim. inversiotilanteessa ääniaallot taipuvat alaspäin ja labiilissa tilanteessa ylöspäin. Tuulen suunnalla on myös vaikutusta, eli ääniaalto taipuu ylöspäin tuulensuuntaa vastaan edetessä.

26 Ulkona melun vähentäminen on huomattavasti hankalampaa. Kasvillisuudella ei ole kovin tehokasta melulta suojaavaa vaikutusta. Keskimäärin tiheällä metrin suuruisella metsävyöhykkeellä on vain 5-10 desibelin vaikutus äänentasoon. Eniten vähenevät korkeataajuiset äänet. Kasvit, joilla on paksut ehyet lehdet estävät melua tehokkaammin kuin pieni- ja kapealehtiset. Lehdistön pystysuora asento lisää myös kykyä torjua melua. Lehtipuut ovat havupuita tehokkaampia kesäisin, mutta talvella tilanne on päinvastainen. Tehokkain vaikutus olisi kaiketi tiheällä pensasvyöhykkeellä jonka lisäksi olisi myös tiheä sekametsäistutus.

27 Kasvillisuutta tehokkaampia melusuojauksia saadaan rakentamalla niitä erilaisista materiaaleista. Monesti käytetään joko puisia tai betonisia meluesteitä, tai maavalleja, jotka voidaan maisemoida kasvillisuudella. Meluesteen vaikutus äänitasoon on yleensä 5-15 db:n luokkaa, esteestä, havaintopaikasta ja etäisyydestä riippuen. Teiden varsilla haitallinen melualue ulottuu tutkimusten mukaan metriin tien ympäristössä, mutta johtuen äänen taipumuksesta suuntautua usein ylöspäin, myös havaintopaikan korkeus vaikuttaa asiaan, joten suojaetäisyydeksi on suositeltu m.

28 Lähde:

29 Meluun liittyvä lainsäädäntö Meluntorjunnan keskeiset tavoitteet ja välineet on esitetty voimaan tulleissa ympäristönsuojelaissa ja -asetuksessa. Ympäristönsuojelulaki 527/2014 (Finlex) Ympäristönsuojeluasetus 713/2014 (Finlex) Ympäristönsuojelainsäädännön uudistuksessa meluntorjuntalaki ja -asetus kumottiin. Meluntorjuntalain nojalla annetut yleiset ohjeet ja määräykset jäivät kuitenkin voimaan. Valtioneuvosto on antanut meluntorjunnasta seuraavat päätökset ja asetukset: Valtioneuvoston päätös melutason ohjearvoista 993/1992 (Finlex) Valtioneuvoston päätös ampumaratojen aiheuttaman melutason ohjearvoista 53/1997 (Finlex) Valtioneuvoston asetus ulkona käytettävien laitteiden melupäästöistä (laitemeluasetus) 621/2001 (Finlex) Valtioneuvoston asetus Euroopan yhteisön edellyttämistä meluselvityksistä ja meluntorjunnan toimintasuunnitelmista 801/2004 (Finlex) Lisäksi valtioneuvosto teki vuonna 2006 periaatepäätöksen meluntorjunnasta. Valtioneuvoston periaatepäätös meluntorjunnasta (pdf) Valtioneuvoston periaatepäätös meluntorjunnasta. Perustelumuistio (pdf)

30 Meluntorjuntaa sivuavia säännöksiä sisältyy myös muuhun lainsäädäntöön, joista keskeisimpiä ovat: Maankäyttö- ja rakennuslaki 132/1999 (Finlex) Luonnonsuojelulaki 1096/1996 (Finlex) Laki ympäristövahinkojen korvaamisesta 737/1994 (Finlex) Terveydensuojelulaki 763/1994 (Finlex) Laki ympäristövaikutusten arviointimenettelystä 468/1994 (Finlex) Maastoliikennelaki 1710/1995 (Finlex) Maantielaki 503/2005 (Finlex) Ilmailulaki 1194/2009 (Finlex) Ilmailulaki 281/1995 (Finlex) Ajoneuvolaki 1090/2002 (Finlex) sekä liikenne- ja viestintäministeriön asetukset (1248/2002),(1250/2002) ja (274/2006) Vesiliikennelaki 463/1996 (Finlex) Vesiliikenneasetus 124/1997 (Finlex) Laki huviveneiden turvallisuudesta ja päästövaatimuksista 621/2005 (Finlex) ja sen nojalla annettu valtioneuvoston asetus huviveneiden ja vesiskoottereiden turvallisuudesta ja melupäästöistä sekä huviveneisiin ja vesiskoottereihin asennettavien moottoreiden melu- ja pakokaasupäästöistä 748/2005 (Finlex) Laki eräistä naapuruussuhteista 26/1920 (Finlex)

31 Taloja voidaan käyttää meluesteinä

32 Keskiäänitaso L aeq,t = 10*lg(1/T* Ti*10 Laeq,Ti/10 ) missä M on ajanjaksojen lukumäärä T i on ajanjakson i kesto T on kokonaisaika L aeq,t on ajanjakson i keskiäänitaso

33 Melulähteiden lukumäärä Jos kaksi yhtä voimakasta äänilähdettä laitetaan yhteen, nousevat desibelit 3:lla. 4 tehtaanpilliä, joista yksi aiheuttaa 50dBA L= 50dBA + 10* lg4 = 50dBA+6dBA = 56dBA

34 Mittauspäivänä klo 7-10 (3h) saatiin L aeq,t =45dB klo (7h) =50dB (5h) =47dB Lasketaan klo 7-22 keskiäänitaso L aeq klo *lg 1/15 (3*10 45/10 + 7*10 50/10 + 5*10 47/10 ) = 48,4dB

35 Äänialtistustaso LAE Melutapahtuman äänienergian määrä keskiäänitaso normalisoituna yhteen sekuntiin L AE = L aeq, T +10* lg(t/t 0 ) Esim L AE = 72,6 + 10*lg (13,1/1) = 83,8 db 72,6 on keskiäänentaso, kestoaika 13h