Tónové složky hluku a česká legislativa

Co je tónová složka hluku

Tónová složka je výrazná frekvenční složka ve zvuku, kterou člověk často vnímá jako pískání, hučení, kvílení, bzučení, hvízdání nebo monotónní tón. Nejde tedy jen o to, jak je hluk hlasitý, ale také o to, jaký má charakter.

V praxi může být hluk s tónovou složkou obtěžující i při nižší celkové hladině. Typickým příkladem je ventilátor, který má slyšitelné lopatkové tóny, kompresor s výrazným kmitočtem, transformátor s brumem, chladicí jednotka na střeše objektu nebo technologie, která při určitých otáčkách vytváří úzkopásmový tón.

České nařízení vlády č. 272/2011 Sb. definuje hluk s tónovými složkami technicky. Zjednodušeně jde o situaci, kdy je hladina akustického tlaku v určitém třetinooktávovém pásmu, případně ve dvou sousedních pásmech, o více než 5 dB vyšší než hladiny v obou sousedních třetinooktávových pásmech. U nízkých frekvencí 10 až 160 Hz se navíc hodnotí vztah k prahu slyšení.

Pro provozovatele z toho plyne jednoduchý závěr: nestačí objednat běžné měření celkové hladiny hluku. Pokud je podezření na tónový charakter, musí se měřit a vyhodnotit také frekvenční spektrum.

Proč je tónová složka problém v povolování i při stížnostech

Tónová složka bývá častým důvodem stížností. Lidé často nepopisují hluk jako vysokou hladinu, ale jako nepříjemné pískání, hučení nebo stále stejný tón, který je slyšet hlavně večer a v noci. Provozovatel přitom může mít pocit, že zařízení je relativně tiché.

Problém je v tom, že česká legislativa tónový charakter zohledňuje přímo v hygienickém limitu. U hluku s tónovými složkami se s výjimkou hluku z dopravy na pozemních komunikacích, dráhách a z leteckého provozu přičítá další korekce −5 dB. Prakticky to znamená, že limit je přísnější.

Typický příklad u stacionárního zdroje v chráněném venkovním prostoru staveb:

To je pro provozovatele zásadní rozdíl. Zařízení, které by bez tónové složky vyhovělo například při hodnotě 47 dB ve dne, může při prokázané tónové složce už nevyhovět.

Praktická poznámka: Pokud se v okolí provozu řeší stížnosti na pískání, hučení nebo monotónní tón, nestačí prokázat pouze celkovou hladinu LAeq. Je nutné ověřit, zda hluk nemá tónovou složku. Ta může rozhodnout o výsledku hodnocení.

Kde se tónové složky nejčastěji vyskytují

Tónové složky jsou typické pro zařízení s otáčivými částmi, prouděním vzduchu, elektromagnetickým brumem nebo pravidelným pracovním cyklem. Rizikové jsou hlavně zdroje, které běží dlouhodobě a mají stabilní otáčky.

V provozech se s nimi setkáváme hlavně u těchto zařízení:

U těchto zdrojů je vhodné řešit tónovou složku už při návrhu nebo změně technologie. Dodatečné řešení po stížnosti bývá složitější, protože už je zařízení umístěno, napojeno a provozně potřebné.

Denní a noční hodnocení: proč je noc nejrizikovější

U stacionárních zdrojů se v chráněném venkovním prostoru staveb hodnotí denní doba pro 8 souvislých a na sebe navazujících nejhlučnějších hodin a noční doba pro nejhlučnější 1 hodinu. Noční limit je u běžných stacionárních zdrojů v chráněném venkovním prostoru staveb typicky 40 dB. Při tónové složce se prakticky zpřísní na 35 dB.

To je velmi nízká hodnota. Provozovatelé často podcení zařízení, která běží v noci automaticky: chlazení, VZT, kompresory, čerpací stanice, výměníkové stanice, kotelny, KGJ, ventilátory nebo tepelná čerpadla. Přes den může být zařízení maskováno dopravou a provozem okolí, ale v noci se tónová složka stane výraznou.

Pro povolení nového zdroje nebo změnu provozu je proto vhodné ověřit nejen denní, ale i noční režim. Pokud technologie v noci neběží, je nutné to jasně uvést v provozních podmínkách. Pokud v noci běží, musí být návrh akustických opatření přísnější.

Jak se tónová složka měří a prokazuje

Tónovou složku nelze spolehlivě posoudit jen poslechem. Poslech může dát podezření, ale pro hodnocení je potřeba měření s frekvenční analýzou. Obvykle se používá třetinooktávová analýza, případně úzkopásmová analýza FFT, pokud třetinooktávové vyhodnocení není jednoznačné.

Metodický návod MZ uvádí, že přednostně se měří hladina akustického tlaku v třetinooktávových pásmech o střední frekvenci 20 Hz až 20 kHz. Při identifikaci tónové složky lze použít zlomkooktávové filtry nebo úzkopásmovou analýzu. Úzkopásmová analýza je vhodná zejména tam, kde je tón úzký, stabilní nebo se ztrácí v širším pásmu.

Provozovatel by měl počítat s tím, že měření musí proběhnout v režimu, kdy je posuzovaný zdroj skutečně v provozu a tónová složka se projevuje. Pokud se měří v jiném režimu otáček, při jiné zátěži nebo při vypnutém zdroji, výsledek nemusí odpovídat stížnosti ani reálnému problému.

Co má obsahovat hluková studie nebo protokol

Pokud se řeší tónová složka, protokol z měření nebo hluková studie by neměly obsahovat jen výslednou hladinu LAeq. Musí být zřejmé, zda byl tónový charakter ověřen, jakou metodou a při jakém provozním režimu.

Prakticky je důležité, aby výstup obsahoval popis zdroje, provozní režim, měřicí místo, dobu měření, meteorologické podmínky, hladinu LAeq, frekvenční spektrum, vyhodnocení tónové složky, zbytkový hluk, nejistotu a závěr ve vztahu k hygienickému limitu.

U hlukové studie před realizací je potřeba být opatrný. Tónové složky se z katalogových údajů často nedají spolehlivě vyhodnotit, pokud dodavatel neposkytne frekvenční spektrum nebo údaje o akustickém výkonu v pásmech. Pokud se do studie použije pouze celková hladina akustického výkonu, nemusí být riziko tónové složky správně zachyceno.

Co připravit před měřením

Před měřením je potřeba jasně určit, který zdroj se má ověřit. Pokud je v areálu více ventilátorů, chladicích jednotek, kompresorů nebo výduchů, musí být možné během měření rozlišit jejich provoz.

Nejužitečnější podklady jsou situační výkres, seznam zdrojů hluku, provozní režimy, technické listy zařízení, fotografie, informace o stížnostech a poloha nejbližších chráněných objektů. U ventilátorů a chlazení je důležité znát otáčky, regulaci, denní/noční režim a případné změny výkonu podle teploty.

Pokud existuje stížnost, je vhodné zjistit, kdy je hluk nejvíce slyšet. Často se ukáže, že problém nastává jen při určité kombinaci režimů: noční chlazení, nízké otáčky s rezonancí, provoz více jednotek současně, konkrétní směr větru nebo specifická fáze výrobního cyklu.

Nejčastější chyby z praxe

Častou chybou je objednat pouze běžné měření hluku bez požadavku na posouzení tónové složky. Výsledek pak může být formálně správný pro celkovou hladinu, ale neodpovídá skutečnému problému, který vnímá okolí.

Druhou chybou je spoléhání na katalogovou hladinu hluku. Výrobce často uvádí hodnotu za standardních podmínek, ale skutečné umístění zařízení, odrazy od fasád, potrubí, výduchy, tlumiče, regulace a stavební prostupy mohou charakter hluku výrazně změnit.

Třetím problémem je měření ve špatném režimu. Pokud se měří přes den, ale stížnost se týká noci, nebo pokud zdroj neběží v režimu, kdy vzniká tónová složka, nelze výsledek bezpečně použít pro hodnocení problému.

Častá je také chyba při návrhu opatření. Provozovatel instaluje obecné protihlukové opláštění, ale tónová složka zůstane, protože skutečnou příčinou je rezonance potrubí, ventilátor, nevhodný tlumič, mechanická závada, frekvenční měnič nebo přenos konstrukcí.

Jaká opatření mohou pomoci

U tónových složek je nutné nejdříve najít příčinu. Obecné snížení hladiny o několik dB nemusí stačit, pokud zůstane výrazný tón. Opatření musí mířit na konkrétní frekvenci a konkrétní mechanismus vzniku.

U ventilátorů může pomoci změna otáček, výměna oběžného kola, správně navržený tlumič, odstranění turbulence, úprava výduchu nebo sání, pružné uložení a odstranění rezonance potrubí. U chlazení a tepelných čerpadel může pomoci noční režim, omezení otáček, akustické clony, změna umístění nebo výměna jednotky za typ s vhodnějším akustickým spektrem.

U kompresorů, kogeneračních jednotek a kotelen bývá důležité řešit výfuk, sání, větrání strojovny, prostupy konstrukcí a vibrace. U transformátorů může být problém v umístění, stavebním oddělení, přenosu konstrukcí a brumu ve specifických frekvencích.

V některých případech je nejúčinnější organizační opatření: omezení nočního provozu, přepnutí zařízení do jiného režimu, provoz jen v denní době nebo vyloučení souběhu více zdrojů. Takové opatření ale musí být reálně provozně splnitelné.

Kdy řešit hlukovou studii a kdy měření

Hluková studie je vhodná před instalací nové technologie, při změně provozu, při povolování zdroje nebo při návrhu protihlukových opatření. Pokud je podezření na tónovou složku, je potřeba pracovat s frekvenčními daty, ne pouze s celkovou hladinou akustického výkonu.

Měření je vhodné při stížnosti, po instalaci zařízení, při kolaudaci, při kontrole KHS nebo při ověření účinnosti opatření. U existujícího provozu je měření často nejrychlejší cesta, jak zjistit, zda je tónová složka skutečně přítomná a zda ovlivňuje hygienický limit.

U nových zařízení doporučujeme požadovat od dodavatele nejen celkovou hladinu hluku, ale také akustický výkon v oktávových nebo třetinooktávových pásmech a informaci, zda zařízení nemá výrazné tónové složky. Bez těchto údajů je akustické posouzení méně jisté.

Co nám můžete poslat k posouzení

Pošlete nám situační výkres, popis zdrojů hluku, technické listy zařízení, provozní režimy, denní a noční provoz, polohu nejbližších domů nebo jiných chráněných staveb a případné stížnosti. Pokud máte starší hlukovou studii nebo protokol z měření, pošlete je také.

Prověříme, zda je vhodné provést měření s frekvenční analýzou, hlukovou studii, kontrolu konkrétního zdroje nebo návrh protihlukového opatření. U existujících provozů doporučujeme nejprve ověřit skutečný charakter hluku měřením. U nových technologií je vhodné prověřit tónové riziko už z projektových a katalogových podkladů.

Krátké shrnutí

Tónová složka hluku může rozhodnout o tom, zda provoz vyhoví hygienickému limitu. U běžných stacionárních zdrojů se při jejím prokázání uplatní korekce −5 dB, tedy prakticky přísnější limit. Typicky to může znamenat rozdíl mezi limitem 50 dB a 45 dB ve dne nebo mezi 40 dB a 35 dB v noci.

Provozovatel by měl tónové složky řešit zejména u ventilátorů, chlazení, kompresorů, kogenerací, tepelných čerpadel, transformátorů, vzduchotechniky a technologií s otáčivými částmi. Pokud se objeví stížnosti na pískání, hučení nebo monotónní tón, je potřeba měřit frekvenční spektrum, ne pouze celkovou hladinu hluku.

Pošlete nám technické listy zařízení, situaci areálu, provozní režim a informaci o stížnostech. Navrhneme, zda je potřeba měření tónové složky, hluková studie nebo konkrétní protihlukové opatření.

Věcná opora článku

Z těchto podkladů plyne, že tónové složky nejsou jen subjektivní pocit sousedů. Jde o legislativně definovaný charakter hluku, který může zpřísnit hodnocení o 5 dB. Provozovatel by proto měl u rizikových zařízení řešit frekvenční charakter hluku už při návrhu, povolování, kolaudaci i při řešení stížností.