Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar
Út és Vasútépítési Tanszék
A közúti közlekedésből származó zaj miatti zavaró érzet meghatározása
PhD értekezés
Hunyadi Dóra okleveles építőmérnök BMA-DESS Lyon III.
Tudományos vezető:
Dr. habil Fi István MTA doktor
Budapest, 2014.
Tartalomjegyzék
Ábrák jegyzéke . . . 1
Táblázatok jegyzéke . . . 4
Szójegyzet. . . 6
Kivonat . . . 7
Abstract. . . 8
1. Bevezető. . . 9
1.1. A dolgozat célkitűzése és a téma aktualitása . . . 10
1.2. Doktori kutatásom megoldandó kérdései . . . 13
1.3. A dolgozat felépítése . . . 13
2. Akusztikai és pszihoakusztikai alapfogalmak. . . 15
2.1. Fogalommeghatározás . . . 17
2.2. AzLAeq, aDN L és a DN ELértelmezése . . . 18
3. A közúti közlekedés zavaró érzetének és a lakossági kikérdezéses felmérés témakörének áttekintése . . . 20
3.1. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet elméleti háttere és a %HA meghatá- rozás módjai . . . 21
3.2. A közúti közlekedési zaj zavaró érzetére irányuló kutatások és azok eredményeinek áttekintése . . . 25
4. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet meghatározásához szükséges elméleti háttér ismertetése . . . 35
4.1. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet . . . 35
4.2. A szolgáltatási szint. . . 38
4.3. A lakossági kikérdezéses felmérések történeti áttekintése . . . 40
4.4. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet rendszere . . . 42
5. Mérési módszertan és a mérések gyakorlati végrehajtása . . . 45
5.1. Mérési módszertan . . . 45
5.1.1. A helyszín kiválasztási kritériumok. . . 45
5.1.2. A mérési helyszínek bemutatása . . . 46
5.1.3. Az összehangolt mérésterv megtervezése . . . 46
5.2. A mérések gyakorlati végrehajtása. . . 47
5.2.1. Közúti forgalomszámlálás ismertetése . . . 47
5.2.2. A közúti zajszintmérés folyamatának ismertetése . . . 48
5.2.3. A lakossági kikérdezéses felmérés ismertetése . . . 49
6. A budapesti helyszínek zajterhelésének, forgalomfelvételének és a zavaró érzet mérés
eredményeinek bemutatása és kiértékelése . . . 51
6.1. A zajmérési eredmények bemutatása és kiértékelése . . . 51
6.2. A forgalomfelvétel kiértékelése . . . 51
6.3. A kérdőívek kiértékelése . . . 54
7. A szakirodalomból és a mérési eredményekből származó megállapítások . . . 62
7.1. A szakirodalom áttekintésének összefoglalása és értékelése . . . 62
7.2. A zavaró érzet rendszerének meghatározása . . . 64
7.3. A zavaró érzet és a közúti forgalom zajszint terhelése közötti kapcsolat . . . 66
7.4. A közúti forgalom mértéke és a kibocsátott zajszint közötti kapcsolat . . . 68
7.5. A közúti közlekedési zaj miatti összegzett zavaró érzet meghatározása . . . 69
7.6. A járműoszlop és a közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet közötti kapcsolat . . 72
7.7. A közúti közlekedési zajra vonatkozó szolgáltatási szint . . . 73
7.8. A %HA meghatározásának folyamata . . . 75
8. Új tudományos eredményeim . . . 77
8.1. 1. tézis . . . 77
8.2. 2. tézis . . . 77
8.3. 3. tézis . . . 78
8.4. 4. tézis . . . 80
9. A kutatásom továbblépési lehetőségei . . . 81
Köszönetnyilvánítás . . . 82
Irodalomjegyzék . . . 83
Saját publikációk . . . 88
Mellékletek . . . 90
A. A budapesti mérési helyszínek ismertetése . . . 91
B. Lakossági kikérdezéses felmérés során alkalmazott kérdőív . . . 95
C. Az immissziós zajszint egészségügyi határértéke . . . 99
D. A zajmérési és forgalomfelvételi adatok együttes bemutatása . . . 101
Ábrák jegyzéke
1.1. Az EU-27 országainak a belföldi személyközlekedés modal splitje(Központi Sta- tisztikai Hivatal, utolsó elérés dátuma: 2013.06.13) . . . 11 1.2. A magyarországi személy gépjárműpark és futásteljesítmény alakulása (Budai,
2011)(Központi Statisztikai Hivatal, utolsó elérés dátuma: 2014. május 20.) . . . 11 1.3. A fenntartható fejlődés modellje (Wikipedia, utolsó elérés dátuma: 2013.09.12) . 12 2.1. Weber-Fechner törvénye Landy (2004) . . . 16 2.2. A, B, C, D súlyozó szűrők jelleggörbéi (Tarnóczy, 1984) . . . 17 2.3. Az egyenértékű zajszint fogalma . . . 18 3.1. Öhrström et al. (2007) vizuális zavaró érzet kutatásának eredményei (A feliratok
a szerző fordításai.) . . . 21 3.2. A közlekedési zaj zavarásának közelítése Schultz (1978), Fidell és Barber (1991),
L. Finegold, Harris, et al. (1994) által kidolgozott görbékkel (Kempen et al., 2005) (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 22 3.3. Miedema és Oudshoorn (2001) a repülési-, a közúti-, és a vasúti közlekedési zaj
zavaró érzetére vonatkozóan (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 23 3.4. Miedema és Oudshoorn (2001) görbéi a közúti közlekedési zaj zavaró érzetére
vonatkozóan (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 24 3.5. A norvég zavaró érzet index értelmezése Haakonsen (2002) (A feliratok a szerző
fordításai.) . . . 24 3.6. Bendtsen et al. (2000) eredményei lakáson belüli zavaró érzet, nyitott és zárt
ablakok mellett (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 26 3.7. Kirby (2009) és Miedema és Oudshoorn (2001) eredményének összehasonlítása
(A feliratok a szerző fordításai.) . . . 26 3.8. Ali és Tamura (2003) felmérésének eredménye (A feliratok a szerző fordításai.) . 27 3.9. Maurin (2003) eredménye (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 27 3.10. Sato, Yamashita, et al. (1997) eredményei (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 28 3.11. Morihara et al. (2004) (1/5= 5/5 az ötpontos verbális skálán értelmezve, 2/5=
4/5+5/5 együttesen az ötpontos verbális skálán értelmezve, 3/11=11/10+10/11+9/11 együttesen a 11 pontos numerikus skálán értelmezve) (A feliratok a szerző fordí- tásai.) . . . 29 3.12. Lee et al. (2008) tanulmányának eredménye (A feliratok a szerző fordításai.) . . 30
3.13. A közúti közlekedési zaj zavaró érzet-zajszint kapcsolata a földrajzi elhelyezkedés függvényében (Traffic noise pollution - A state of the art review2001) (A feliratok
a szerző fordításai.) . . . 31
3.14. Piccolo et al. (2005) eredménye . . . 31
3.15. Bravo et al. (2010) lakossági kikérdezés eredményei (A feliratok a szerző fordításai.) 32 3.16. Brink (2011) eredményei (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 32
3.17. Zavaró érzet-zajszint kapcsolat (Sato et al., 1999) (A feliratok a szerző fordításai.) 33 3.18. Zavaró érzet-zajszint kapcsolata svéd és japán városokban (Sato et al., 2002) (:N= Kumamoto (Japán)/szabadon álló ház,= Göteborg (Svédország)/sz.álló ház, •= Sapporo (Japán)/sz.álló ház, = Kumamoto/társasház, = Göte- borg/társasház,M= Sapporo/társasház) (A feliratok a szerző fordításai.) . . . . 33
3.19. Jakovljevic et al. (2009) (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 34
4.1. A közúti közlekedés minőségi jellemzőinek összefüggése a HCM alapján (Fi, 2011) 40 4.2. Az átlagos utazási sebesség és a forgalomnagyság viszonya (Fi, Bocz, et al., 2012) 41 4.3. Nelson-féle egyszerűsített zaj zavaró érzet modellje (A feliratok a szerző fordításai.) 43 4.4. Fyhri és Klæboe (2006) szerint a közlekedési zaj okozta zavaró érzet modellje (A feliratok a szerző fordításai.) . . . 43
4.5. Pedersen (2007) szerinti a zavaró érzet modellje (A feliratok a szerző fordításai.) 44 5.1. Mérési helyszínek elhelyezkedése Budapest területén . . . 46
5.2. A videókamerával rögzített közúti forgalom lebonyolódásának képi megjelenítése a 3. sz. helyszín, VI. ker., Andrássy út 20 előtt mérve. Mérés időpontja: 2011. november 11. . . 48
6.1. A kikérdezettek nem szerinti megoszlása %-ban kifejezve . . . 54
6.2. A kikérdezettek korcsoport szerinti megoszlása %-ban kifejezve . . . 55
6.3. A kikérdezettek iskolai végzettség szerinti megoszlása %-ban kifejezve . . . 55
6.4. A lakossági kikérdezés eredménye az „Ön melyik napszakban tartja a legzava- róbbnak a környezeti zajt?” kérdésre adott válaszok alapján . . . 56
6.5. Környezeti elemek zavaró hatása (kék szín=közúti közlekedés zavaró érzetére vo- natkozó adatok, zöld szín=egyéb adatok) . . . 56
6.6. Az összesített közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet megítélése az ötpontos numerikus skálán vett lakossági kérdőíves kikérdezés felmérés alapján . . . 57
6.7. Az összesített közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet megítélése %HA-ban kifejezve . . . 57
7.1. Zajszint-zavaró érzet közötti kapcsolat a szakirodalom kutatások alapján . . . . 63
7.2. A közlekedési zajból eredő összegzett zavaró érzet sematikus ábrája . . . 65
7.3. A saját mérési eredményeimre fektetett görbe képe az otthonokra és a munkahe- lyekre vonatkozó kérdőívek együttes figyelembevételével . . . 67
7.4. A kutatás terepi mérési eredménye és a szakirodalomi mérések eredményeinek együttes ábrázolása . . . 68 7.5. A terepi mérési eredmények pontjaira illesztett egyenes képi megjelenítése . . . . 69 7.6. A %HA mértéke az oszlop képződés mértékének függvényében . . . 73 7.7. A közúti közlekedési zajra vonatkozó szolgáltatás szint meghatározása egyforgal-
mi sávos belterületi közút esetében . . . 74 7.8. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet számítási eljárás folyamatábrája . . 75 C.1. 27/2008. (XII. 3.) KvVM-EüM együttes rendelet (2008) 3.sz. melléklete „A
közlekedéstől származó zaj terhelési határértékei a zajtól védendő területeken” . 100
Táblázatok jegyzéke
2.1. Zajszint-hatás kapcsolat . . . 16 4.1. A kutatás során vizsgált specifikus tényezők (st.=specifikus tényező) . . . 36 4.2. Az LAeqmeghatározása a forgalom mértéke alapján. A képletekben Q a forga-
lom mértéke [Ej/h], QLa személygépjármű forgalom mértéke [Ej/h], QH a teher gépjármű forgalom mértéke [Ej/h] ésqH a teher gépjármű forgalom aránya [%] . 38 4.3. Illinois Department of Transportation (2004) szerint a szolgáltatási szint és a
zajszint kapcsolata . . . 40 4.4. Az ÚT 2.1:2008 (2008) „Megengedett forgalomnagyságok folyópályán” című táb-
lázata . . . 41 4.5. Belterületi egy forgalmi sávval rendelkező keresztmetszet haladási sebesség-szolgáltatási
szint kapcsolat . . . 42 4.6. A verbális és a numerikus skála egymáshoz való viszonya az ISO/TS15666:2003
(2003) alapján . . . 42 6.1. Zajmérési eredmények az egyes mérési helyszíneken (mn.= munkanap, msz.=
munkaszüneti nap) . . . 58 6.2. A forgalomszámlálási eredmények az egyes mérési helyszíneken (Forg.=Közúti ke-
resztmetszeti forgalom, N.tgk.=Nehéz teher gépjármű forgalom, mn.=munkanap, msz.= munkaszüneti nap) . . . 59 6.3. A mérési helyszíneken a közúti keresztmetszeti foglaltság alakulása (oszlop%=a
forgalomban résztvevő oszlopban haladó járművek %-os aránya, %HA=a közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet, né= nem értelmezhető, mn.= munkanap, msz.= munkaszüneti nap) . . . 60 6.4. A közúti közlekedési zaj zavaró érzet megítélése az ötpontos numerikus skálán
értelmezve a lakossági kikérdezéses felmérés alapján (munkahely=munkaszüneti nap, otthon=munkanap) . . . 61 6.5. A számított közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet %-ban kifejezett mértéke
az egyes mérési helyszíneken (munkahely=munkaszüneti nap, otthon=munkanap) 61 7.1. Szakirodalom kutatás eredményének összefoglalása . . . 62 7.2. A Ψviz érték meghatározása . . . 71 8.1. A Ψviz érték meghatározása,zviz = 0,18 . . . 79 8.2. A közúti közlekedési zaj miatti összegzett zavaró érzethez tartozó értékelési skála 79
8.3. A közúti közlekedési zajszintre vonatkozó szolgáltatási szint, egyirányú egy forgal- mi sávú keresztmetszet esetében ( ¯Ψ¨ossz.= ¯Ψ¨osszegzett a 4.5. táblázatban található forgalmi adatok alapján számítva) . . . 80 D.1. Zajmérési eredmények bemutatása a 3. sz. helyszínen . . . 101
Szójegyzet
%A Annoyed % ( megzavartak %-a)
CTL Community Tolerance Level (Közösségi tolerancia szint)
dB Decibel
ENSZ Egyesült Nemzetek Szervezete
EU Európai Unió
FICON Federal Interagency Committee on Noise GDP Gross Domestic Product (Bruttó hazai termék)
%HA Highly annoyed % (nagyon megzavartak %-a) HCM Highway Capacity Manual
ICBEN International Commission on the Biological Effects of Noise (Zaj biológiai hatá- sait vizsgáló nemzetközi bizottság)
ISO International Organization for Standardization (Nemzetközi Szabványügyi Hi- vatal)
%LA Little annoyed % ( kevéssé megzavartak %-a)
Lden Day-evening-night noise indicator (Nappal-délután-éjszakára vonatkozó zajmu- tató)
Lnight Night noise indicator (éjszakára vonatkozó zajmutató) Lmin A vonatkoztatási idő alatti minimum zajszint
LOS Level of Service (Szolgáltatási szint)
Lmax A vonatkoztatási idő alatti maximum zajszint
OECD Organisation for Economic Co-operation and Development (Gazdasági Együtt- működési és Fejlesztési Szervezet)
Kivonat
A közúti közlekedésből adódó környezetszennyező zajhatás kiemelt jelentőségű. A lakosság érin- tettsége és a közúti közeledési zajnak való kitettsége jelentős. 2009-ben, Európában a lakosság közel 55 %-a élt magas zajterhelésű környezetben és közel 9,7 millióan éltek elviselhetetlennek minősíthető, azaz 75 dB(A) zajterhelés mellett. A tartósan magas zajhatásnak kitett embe- rek agresszívé válnak, gyakoribb náluk a szív- és érrendszeri megbetegedések száma, csökken a koncentrációs képességük, fáradékonyabbak, olykor átmeneti vagy maradandó halláskároso- dást is szenvedhetnek. A növekvő gépjármű-ellátottság, a mobilitás növekedése, a közlekedési szokásaink és azok megváltozása mind együttesen eredményezik, hogy a közlekedésből eredő környezetszennyezés, így a zajszennyezés is fokozatosan növekvő tendenciát mutat.
Szinte minden nagyvárosról elmondható, hogy zajos. Ez utóbbi negatív hatással van az em- berek mindennapi életminőségére. Sok esetben előfordul, hogy a lakosság mind a munkahelyén mind pedig az otthonában is zajártalomnak van kitéve. Jól lehet a zaj zavaró érzetének megítélé- se szubjektív, azonban számos tanulmány foglalkozik a tényező számszerű meghatározásával. A lakossági zajpanaszok objektív megítélése az egyén-specifikus tényezők miatt nehezen meghatá- rozható. Ezáltal a hatóságok számára a zajpanaszok kezelése és elbírálása előítéletmentesen nem vagy csak nehezen végezhető el. Ezek támasztják alá a közúti közlekedési zaj zavaró hatására irányuló kutatások szükségességét.
Mindezek figyelembevételével kidolgoztam egy módszert, amely segítségével a közúti forga- lom mértéke és annak zajszint kibocsátása alapján az összegzett zavaró érzet meghatározható.
Ezen tényezőn belül külön szerepeltettem a vizuális-, a szubjektív- és az objektív zavaró érzetet, amelyeknek meghatároztam a rendszeren belüli fajsúlyát. A számítási módszer alkalmazásával a konfliktus helyek egyértelműen meghatározhatóvá válnak. Javaslatot adtam a megalkotott rendszer elemeinek számítási módjára és az értékelési rendszerre. Logikai egységbe foglaltam a közúti közlekedési zaj zavaró érzet meghatározásának menetét. Egy esetleges beavatkozási stra- tégia függvényében a szükséges zajcsökkentésre irányuló lépések megtehetők. A beavatkozásoktól várható eredmények könnyen és gyorsan ellenőrizhetők, hiszen a számítási módszer segítségével a komfortjavító intézkedések hatása mérhető és ellenőrizhető. A kidolgozott számítási eljárás segítségével a lakossági zajpanaszok értékelése számszerű alapokra helyezhető.
Abstract
The pollutant effect of road traffic is crucial. The affectation and exposure of the population to road traffic noise is significant. In 2009, in Europe, nearly 55% of the population lived in noisy area and nearly 9,7 million people was exposed to unacceptable (75 dB) noise level. People being exposed to high noise level become aggressive, cardiovascular and heart disease are more frequent, a decrease of concentration is noticed, they become more tired. They even can be victim of transition or of permanent loss of hear. The increase of vehicle ownership, of mobility, the change in travel needs and demand result that pollution from road traffic, thus road traffic noise factor shows an increasing trend.
It can be said to almost all cities or even to megapolis that they are noisy. This last one has a negative effect on population wellbeing and everyday life. In many cases people are exposed to high noise level at their workplace such as in their home. Although traffic noise annoyance is a subjective factor many projects deals with the topic of it. The objective reporting of noise complaints can be hardly defined due to its person-specific factors. Due to this fact public bodies can not treat or judge them to an unbiased viewpoint. All these factors evidence the need of research work dealing with traffic noise annoyance problems.
Taking into account all factors and facts a new calculation method was established helping the accurate determination of the total road traffic noise annoyance based on road traffic noise level emissions. Total road traffic noise annoyance is composed by objective, subjective and visual annoyance and their weight in the total was determined. With the help of the new method conflicts area can be clearly and explicitly specified. A calculation method and an evaluation scale was given to the total noise annoyance system and a flowchart was establish to follow up the process. According to an eventual existing or newly established intervention strategy the necessary actions against road traffic noise pollution can be implemented. The expected results of the intervention can be easily and quickly checked. The method gives the possibility to control the effects of wellbeing improvement. The newly established calculation method gives the opportunity to deal with noise complaints objectively.
1. Bevezető
Az ipari forradalmat követően a közlekedési eszközök rohamos elterjedését figyelhettük meg.
Amíg a XX. század első felében a gépjárműhasználat az arisztokrácia privilégiuma volt, addig a technika vívmánya a XXI. századra már szinte minden gazdaságilag fejlett ország lakója szá- mára elérhetővé vált. Elegendő a magyarországi gépjármű ellátottságra gondolni, ami 30 év leforgása alatt majdnem a négyszeresére nőtt (Fenyős, 2002a). A közlekedés (személy és áru- szállítás egyaránt) a gazdasági és társadalmi élet elengedhetetlen eszköze, a gazdasági fejlődés motorja. A közlekedési igény megnövekedésének való megfelelés eredménye a mai úthálózatunk mérete és szerkezete. A növekvő gépjármű-ellátottság, a mobilitás növekedése, a közlekedési szokásaink és azok megváltozása mind együttesen eredményezik, hogy a közlekedésből eredő környezetszennyezés fokozatosan növekvő méreteket ölt (Fenyős,2002c). A kérdéskör összetett- ségét jellemzi az önmagában rejlő ellentmondás; egyfelől a közlekedés iránti kereslet kielégítése, másfelől a környezetszennyező hatások csökkentése.
A vonalas létesítményeknek környezetszennyező, sokszor környezetkárosító hatásai vannak, úgy mint a zaj-, a levegő-, a talaj-, és a vízszennyezés, a hulladékkeletkezés, a rezgés, a biodi- verzitás, az élőhelyek feldarabolódása, a művi és természetes elemek elhasználódása, a balesetek és a társadalmi károk (Fenyős, 2001a, 2004b; Fi és Fenyős, 2003). Noha mind ezidáig nem szokványos és szokásos a klímaváltozást mint környezetszennyezést tekinteni, a szélsőséges idő- járási viszonyok, a légkör levegőjének folyamatos felmelegedése ma már tény (Hunyadi,2010). A klímaváltozás nem a hagyományos értelemben vett környezetszennyező elemek sorába tartozik, de az ember környezetszennyező tevékenységének eredménye, mellékterméke. A klímaváltozás következményeként a közlekedési infrastruktúrán bekövetkezett károk természetét és mértékét azonban már nem szabad figyelmen kívül hagyni. A létesítmény környezetszennyező hatásával a kivitelezést előkészítő munkálatok pillanatától egészen a létesítmény felszámolásáig számolnunk kell. Az 1980-as években vált közismertté az élettartam mérnöki tudomány fogalma, ami alap- ján a műszaki-, pénzügyi- és környezetvédelmi tervezést a létesítmény teljes élettartamára el kell készíteni. Gondoskodni kell a létesítmény esetleges felszámolását követően a környezetbarát elszállítási- és deponálási módról vagy az újrahasznosításról. Az előre látható környezetszennye- ző hatások, a zajhatás, a levegőszennyezés, a talaj- és talajvízszennyezés, a hulladékkeletkezés, a rezgések, a biodiverzitás megváltozása, a művi elemek elhasználódása, a balesetek; e hatá- sokkal minden esetben számolnunk kell (Fenyős és Fi, 2003). Az előre nem látható – sokszor meg sem mondható – hatások csak lényeges idő elteltével jelentkeznek. Ez különösképpen igaz a környezetszennyezés emberre gyakorolt hatására.
Habár számos európai nagyvárosban ismét előtérbe kerül a kötöttpályás közlekedés, ennek ellenére a közúti közlekedés nem veszít a népszerűségből. Amíg ma a személyszállítás 84 %-a
személygépjárművel történik, addig ezen a területen 2030-ra csak 5,1 %-os csökkenés várható.
A „fapados” légitársaságok megjelenésével 2030-ra várhatóan 12,2 %-ra emelkedik a légi sze- mélyszállítás, amíg ma még csak a helyváltoztatások közel 8,1 %-a történik légi úton. A vasúti közlekedésben a gyorsvasúthálózat fejlesztések eredményeképpen 2015-től kezdődően növekedés várható. A becslések szerint a verseny legnagyobb vesztese a tömegközlekedés lesz. Hasonló ké- pet mutat az áruszállítás is, ahol 2030-ra a közúton történő szállítás 3 %-os növekedése várható, elérve így a 75,4 %-ot, míg a vasúti szállítmányozás 15 %-os részarányra becsülhető (European Energy and Transport, Trends to 2030,2008). Amíg 2000-ben az EU-27 tagállamában az orszá- gon belüli szárazföldi közlekedés 83 %-át személygépjárművel tettük meg, addig 2008-ra ez az érték 83,3 %-ra növekedett (Eurostat,2011).
A közúti közlekedésből adódó környezetszennyező hatások közül talán a zajhatás a legjelen- tősebb. Európában a lakosság közel 55 %-a (67 millió lakos) él magas zajkörnyezetben (55 dB LDEN) (TERM 2008,2009). A kutatások szerint 48 millióan kénytelenek az éjszakai 50 dBLnight zajszint terhelést elviselni. A tartósan magas zajhatásnak kitett emberek agresszívé válnak, gya- koribb náluk a szív- és érrendszeri megbetegedések száma, csökken a koncentrációs képességük, fáradékonyabbak. Egy OECD tanulmány szerint a tartós 60-65 dB(A) zajszint fejfájást, fokozott fáradtságérzetet okozhat, míg a 80-90 dB(A) körüli zajterhelés pedig átmeneti vagy maradandó halláskárosodásért okolható. Szinte minden nagyvárosról elmondható, hogy zajos, ami negatív hatással van az emberek mindennapi élet minőségére (Fenyős,2001b,2002b).
Az európai lakosság közel 55 %-a él városias környezetben. Ebből adódóan érthető, hogy a városi közlekedési zaj mértéke és megítélése mind nagyobb és nagyobb hangsúlyt kap. A la- kossági kikérdezéses felmérések során a kikérdezettek a közúti közlekedést és annak zajhatását nevezik meg a legzavaróbb elemnek. Noha a mai személygépjárművek zajkibocsátása lényegesen alacsonyabb korai társaikéhoz képest, még így is jelentős zajterhelést jelentenek a városban lakók számára, ezzel keserítve meg a mindennapjaikat. A mai érvényben lévő szabványok ezt a „rossz érzetet” nem veszik figyelembe. Mindezek után megállapítható, hogy minden beavatkozás, kísér- let mely a városi környezetben élők komfort érzetét javítja gazdasági értelemben véve haszonnak nevezhető. Az Eurostat (2011) szerint az Európai Unió GDP-jének közel 85%-át a városokban termelik meg. Nyugodtan mondható, hogy a városok a gazdaság hajtóereje. A városokra nagy szükség van a gazdaság javainak megtermelése végett, azonban a lakosság számára a mindennapi környezetüket élhetővé kell tenni.
A zajszennyezés elleni védekezés egyik lehetséges módja a passzív zajvédelem, vagyis zajár- nyékoló falak, zajvédelmi létesítmények alkalmazása. A zajcsökkentés talán akkor a leghatéko- nyabb, ha a csökkentés magánál a forrásnál történik meg. Ilyen lehet a zajcsökkentő burkolat alkalmazása, amely átlagos zajcsökkentő képessége 4-6 dB körüli (Fenyős,2003; Hunyadi,2009).
1.1. A dolgozat célkitűzése és a téma aktualitása
Az1.1. ábrán látható az Eurostat (2011) jelentése alapján a belföldi személyközlekedés megoszlá- sa közlekedési módok szerint. Érzékelhető, hogy az utazások számát tekintve a személygépjármű közlekedés jelentős (~83%) hányadban szerepel. A városi környezetben élők számára a személy-
gépjármű használatból eredő káros anyag kibocsátások, így tehát a zajszennyezés is aggasztó méreteket ölt. Jóllehet egy városi közegben a jó minőségű tömegközlekedés vagy a nem mo- torikus közlekedési eszközök használata alternatívaként szolgálhat, azonban a személygépjármű használat teljes visszaszorítása futurisztikus és életszerűtlen elképzelés.
1.1. ábra. Az EU-27 országainak a belföldi személyközlekedés modal splitje(Központi Statisztikai Hivatal,utolsó elérés dátuma: 2013.06.13)
Az1.2. ábrán látható a magyarországi személygépjármű park alakulása 1960 és 2009 között, valamint 1995 és 2009 között a járművek futásteljesítménye az egyes útkategóriák szerinti meg- osztásban az Központi Statisztikai Hivatal és a Magyar Közút Kht. felmérései alapján (Budai, 2011). Az ábráról egyértelműen leolvasható a gépjárművek számának folyamatos növekedése.
Sajnálatos módon az ábrából nem tűnik ki a járművek átlag életkorának alakulása, azonban egyes adatok szerint ez ma átlagosan 12,5 évre tehető. Ez azt jelenti, hogy a járművek környe- zetvédelmi szempontokból inkább elavultnak mondhatók.
1.2. ábra. A magyarországi személy gépjárműpark és futásteljesítmény alakulása (Budai, 2011)(Központi Statisztikai Hivatal,utolsó elérés dátuma: 2014. május 20.)
Doktori kutatásom szakterületének a közlekedési környezetvédelmet tekintem, ezért szeretnék pár gondolatot szánni a fenntartható fejlődés és a közlekedésileg fenntartható fejlődés fogalma- ira. „A fenntartható fejlődés megfogalmazása először az ENSZ 1987-es Brundtland jelentésben
szerepelt, miszerint olyan fejlődési folyamatról van szó, amely „kielégíti a jelen igényeit anélkül, hogy csökkentené a jövendő generációk képességét, hogy kielégítsék a saját igényeiket”. Ha a fenntartható fejlődés fogalmát szeretnénk a közlekedési infrastruktúrára alkalmazni, akkor azt mondhatnánk, hogy olyan közlekedési létesítmények építése és üzemeltetése a cél, amely ma- ximálisan törekszik a környezet megóvására” (Hunyadi, 2010). A közlekedésileg fenntartható fejlődés alapelemei a klímaváltozás, a levegőszennyezés, a zajszennyezés és a terület foglaltság.
Olyan utakat kell építeni és üzemeltetni, amelyek a lakosság egészségét és környezetét nem káro- sítják (OECD,2000). A közúti infrastruktúra életciklusának tervezésekor és fenntartásakor szem előtt kell tartani az 1.3. ábrán látható fenntartható fejlődés modelljét. A fenntartható út elő- mozdítja és segíti a társadalom és a gazdaság fejlődését olyképpen, hogy a környezet védelméhez hozzájárul.
1.3. ábra. A fenntartható fejlődés modellje (Wikipedia, utolsó elérés dátuma: 2013.09.12) Disszertációmban a közúti közlekedési környezetvédelem egy speciális részterületével, a közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzettel, vagyis az emberre gyakorolt hatásával foglalkozom. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet a 25/2004. KvVM rendelet (2004) leírásában nem szerepel. A számítás és értékelés módjára egy általános javaslatot ad az MSz ISO 1996-1:2009 (2009) „Akusztika: A környezeti zaj leírása, mérése és értékelése” című szabvány. Célom egy olyan módszer kidolgozása, amellyel lehetőség nyílik egy adott városi útszakaszon a közúti köz- lekedési zaj miatti zavaró érzet meghatározása és minőségi értékelésére, a közúti közlekedési zaj érzetével kapcsolatos összefüggések feltárása. A dolgozat célkitűzése között szerepel a közúti közlekedés minőségi értékelése szolgáló szolgáltatási szint alapú közúti közlekedési zaj zavaró érzetének meghatározása a feltárt összefüggések alkalmazásával.
A disszertáció nem foglalkozik az előítéletmentes zavarással, mivel azt terepi viszonyok között nem lehet értelmezni. A kutatás nem terjed ki a vizuális zavaró érzet mértékének laboratóriumi körülmények között vett meghatározására, a hang spektrumanalízisére. A dolgozat a közúti közlekedési zaj szintjét adottnak, mint bemenő adatot értelmezi és használja fel. A kutatás keretei nem tették lehetővé a közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet javítását befolyásoló beavatkozások feltárását sem.
1.2. Doktori kutatásom megoldandó kérdései
A kutatásom során a következő kérdésekre kerestem választ és a következő feladatokat tűztem ki célul, amelyeket a megjelölt fejezetekben tárgyalok.
1. Hogyan kell/lehet összeállítani az összehangolt méréstervet? (5.1.3. fejezet)
2. Milyen logikai rendszerbe foglalható a közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet meghatá- rozásának menete? (7.8. fejezet)
3. Milyen kapcsolatrendszerrel írható le a közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet? (7.2. fe- jezet)
4. Létezik-e kapcsolat a zajszint terhelés és a zavaró érzet között? (7.3. fejezet)
5. Létezik-e valamilyen kapcsolat a forgalom nagysága és az egyén közúti közlekedési zaj miatti zavaró hatása között? (7.4. fejezet)
6. A közúti közlekedésből adódó összegzett zavaró érzeten belül milyen súllyal szerepelnek az egyes összetevők? (7.5. fejezet)
7. Kimutatható-e valamilyen kapcsolat a járműoszlopok kialakulása és a közúti közlekedési zaj miatti zavaró hatás között? (7.6. fejezet)
8. Meghatározható-e a közúti közlekedési zajszintre vonatkozó szolgáltatási szint? (7.7. feje- zet)
1.3. A dolgozat felépítése
A dolgozat tartalmi nyomon követhetősége érdekében a felépítését logikai sorrendben kívántam összeállítani. Ennek megfelelően a dolgozatot több fejezetre tagoltam, amely az alapfogalmaktól kezdve jut el az új tudományos eredmények ismertetéséig.
Az1. fejezet ismerteti a téma általános hátterét és aktualitását.
A2. fejezet az akusztikai és pszihoakusztikai alapfogalmakat ismerteti. Mivel a téma nem tar- tozik a szokványos építőmérnöki alapismeretek közé, ezért fontosnak tartok néhány alapfogalom vagy elvi elgondolás ismertetését.
A 3. fejezet a témához szorosan kapcsolódó aktuális nemzetközi és hazai kutatásokat, szak- irodalmat tekinti át és foglalja össze. Ide tartozik a közúti közlekedés miatti zavaró érzet, valamint annak meghatározásához használatos lakossági kikérdezéses felmérés ismertetése. A fejezet ismerteti a %HA, vagyis a szakirodalomban használatos közúti közlekedési zaj szubjek- tív érzetének „nagyon zavaró” fogalmát. Megalapozza a dolgozat további fejezeteiben tárgyalt közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet rendszerét.
A 4. fejezet ismerteti a közúti közlekedési zaj miatti zavaró hatás elméleti hátterét. A fejezet rávilágít azokra a hiányosságokra, amelyeket e kutatási terület vizsgálata során tapasztaltam.
Az 5. fejezet részletesen ismerteti a terepi mérések módszertanát. Áttekintést ad a feladat megvalósításához alkalmazott eszközök és módszerek tárházáról, ismerteti a terepi mérések gya- korlati végrehajtásának módját és menetét.
A6. fejezet a terepi mérések eredményeit és annak feldolgozását ismerteti. Bemutatja a mérési helyszíneket, ismerteti a helyszín kiválasztás kritériumait.
A 7. fejezetben a terepi mérések eredményeinek feldolgozása alapján levont tanulságok, meg- állapítások szerepelnek.
A 8. fejezet tézisekben összefoglalva ismerteti a kutatási témához kapcsolódó új tudományos eredményeimet.
A 9. fejezet a dolgozatban ismertetett részfeladat jövőbeli kutatási lehetőségeit tárja fel.
2. Akusztikai és pszihoakusztikai alapfogalmak
A közlekedési zaj fizikai megértéséhez szükséges néhány alapfogalom áttekintése. Az akusztika (hangtan) nem más, mint a rugalmas közeg mechanikai rezgéseivel és hullámaival, valamint a velük kapcsolatos jelenségekkel foglalkozó tudományterület. A hang által keltett közegelmoz- dulás, sebesség, sűrűség- és nyomásingadozás olyan kicsi, hogy mérésük nehézségekbe ütközik (Kurutz és Szentmártony,2001; Tarnóczy,1984). Az előzőekben felsoroltak közül legkönnyebben a nyomást (hangnyomást) tudjuk mérni. A hang által hordozott energia a hangteljesítmény [W], ami nem más mint egy időegység alatt a hangforrás által a hangtérbe kisugárzott hangenergia.
A hang terjedése során a vivőközeg - jellemzően a levegő - részecskéi mozognak, amiből energia keletkezik. Az egységnyi felületen átáramló hangenergiát nevezzük hangintenzitásnak [W/m2].
A hallható (természetes és mesterséges) hangok tartománya kb. 12-13 nagyságrendet fog át, ami átíveli a hallásküszöbtől egészen a fájdalomküszöbig terjedő skálát. A könnyebb mérés, számolás és értelmezhetőség végett, valamint az emberi fül érzékenységi tulajdonsága miatt a hangok erősségét a decibel [dB] logaritmikus skálán ábrázoljuk. Két logaritmikus mennyiség hányadosát szintnek nevezzük. Mivel mindenfajta, a hangteljesítménnyel arányos jellegű fizikai mennyiség kifejezhető szintben, így a hangintenzitás és a hangnyomás is. Ennek a szintnek,
W = 10 log W
Wo = 10 log I
Io = 20 log p
po (2.1)
az egységét nevezzük dB-nek. A 0 dB szint rögzített értéke az alapszint Wo = 10−12W és Io = 1012W/m2, ami po = 2·10−5P a. Az Io = 1012W/m2 éppen az 1000 Hz-es hanghoz tartozó hallásküszöb értéke. A 2.1. táblázat néhány példával segít értelmezni a zajszint és a zajforrás kapcsolatát, amely nagyban függ a zajforrástól vett távolságtól. A zajártalomnak kitett emberi szervezet, a kitettség mértékétől függően ideglenes vagy maradandó károsodást. Minél nagyobb a kitettség mértéke, annál kisebb zajdózis is elegendő a halláskárosodáshoz. Példaként említve 85 dB(A) zajterhelés 8 órás tartózkodási idő mellett még nem okoz halláskárosodást, 100 dB(A) zajterhelés melletti tartózkodási idő 15 perc, míg 115 dB(A) zajterhelés esetében a halláskárosodás mentes tartózkodási idő már csak 15 másodperc.
A közúti közlekedési zajszintet is precíziós zajszint mérőkészülékkel lehet mérni. A zajszint mérőműszerbe különféle szűrők vannak beépítve. Ezek a beépített szűrők a vizsgált frekvencia- tartományon jó közelítéssel fejezik ki a mért hangnyomásszintet és az érzékelt hangosságszintet.
A decibel skála érzeti oldalra történt kiterjesztésével figyelembe vehető a frekvenciától való függés. A hangosság a hang fülünk által érzékelt intenzitásának, erősségének mértéke; mér- tékegysége a phon (Tarnóczy, 1984). Megegyezés szerint a phon annak az 1 kHz frekvenciájú szabad hangtérben szemközt érkező tisztahangnak a hangnyomásszintje, amely azonos hangér-
Zajszint [dB] Zajforrás 0 Emberi hallásküszöb 20 Emberi suttogó hang
40 Madárcsicsergés
60 Normál emberi beszélgetés 80 Porszívó, telefoncsörgés
100 Fűnyíró
110 Légkalapács, üzemi zajszint
120 Fájdalomküszöb
150 Repülőgép sugárhajtóműve
194 Elméleti határ
2.1. táblázat. Zajszint-hatás kapcsolat
zetet kelt a kérdéses hanggal. Weber-Fechner törvénye azt tételezi fel, hogy a hangosság az intenzitás logaritmikus függvénye. Weber szerint minél erősebb a kezdő inger (intenzitás), an- nál nagyobb változás kell ahhoz, hogy a személy észrevegye azt. A kettő hányadosát nevezzük Weber-állandónak, k = δII, ahol k a Weber-állandó, δI a megváltozott- és a kezdeti inger kö- zötti különbség, I az inger. Ahogy az észleléshez szükséges egy minimális inger, úgy két inger megkülönböztetéséhez is kell bizonyos mértékű különbség. Ezt a különbséget nevezik az éppen észrevehető különbségi küszöbnek. Jelen esetben az a kérdés merül fel, hogy vajon növekvő köz- lekedési zajszint mellett hogyan változik a zavaró érzet mértéke? A2.1. ábrán jól látható, hogy minél nagyobb az inger, annál nagyobb mértékben kell azt megváltoztatni, ahhoz hogy azonos mértékű érzékelhető változást eredményezzen az észlelőben.
2.1. ábra. Weber-Fechner törvénye Landy (2004)
Közlekedési zajnak azon zajhatások összességét nevezzük, amelyek a közlekedéssel közvetlenül összefüggő járműmozgásból erednek. A járműzaj, a közúti járművek rész-zajforrásai (motor-, szívási-, kipufogó-, hűtőberendezés-, erőátviteli-, gördülési zaj, stb.) által okozott zajok eredője.
A közúti közlekedési zajok leírására a súlyozó szűrők közül az „A” súlyozó szűrő a legalkalma-
sabb. Ennek megfelelően az „A” szűrővel mért és így dB(A)-val jelölt értékekkel dolgozom, amit a későbbiekben mint az A-hangnyomásszintet használok (2.2. ábra).
2.2. ábra. A, B, C, D súlyozó szűrők jelleggörbéi (Tarnóczy,1984)
2.1. Fogalommeghatározás
Az alábbiakban néhány fogalommeghatározás következik a vonatkozó MSZ 18150-1:1998 (1998), 284/2007. (X. 29.) Korm. rend. (2007) és 25/2004. KvVM rendelet (2004) alapján:
• Alapzaj: olyan, a mérést zavaró zaj, melyet a mérés helyén, a mérési idő alatt nem a vizsgált zajforrás okoz és a zavaró hatása méréstechnikailag nem kiküszöbölhető.
• Környezeti zaj: a levegőnek olyan mértékű és minőségű nyomásingadozása, amely a vé- dendő környezetben észlelhető;
• Közlekedési zaj- vagy rezgésforrás: közlekedési útvonal (közút, közforgalom elől el nem zárt magánút, vasúti pálya, vízi út, valamint a repülőtér) üzemeltetése, kezelése.
• Háttérterhelés: a környezeti zajforrás hatásterületén a vizsgált forrás működése nélkül, de a forrás típusának megfelelő zajterhelés;
• Zajszint mérés: a zaj jellemző mennyiségének objektív, műszerrel történő meghatározása.
A zaj olyan hang, amely nem kívánatosnak, zavarónak vagy kellemetlennek minősül (Környezet- védelmi lexikon,1993). A zajhatásra adott egyén válaszát nevezzük zavaró érzetnek. Akusztiká- val már az ókorban is foglalkoztak, gondoljunk csak az ókori színházakra. Akusztikával, valamint pszihoakusztikával nagyon sokáig csak a zene területén foglalkoztak, ma is számos kutatás folyik a témában. Pszichoakusztikával, vagyis a hang emberre gyakorolt hatásával a tudományterüle- ten úttörőnek számító Weber (1834) foglalkozott először, majd később Fechner (1860) (Tarnóczy, 1984). Kettőjük munkásságának az eredménye a 2.1. ábrán látható Weber-Fechner-féle pszicho- fizikai alaptörvény. Fechner megállapítása szerint az inger intenzitásának növekedésével együtt az észlelés először gyorsan növekszik, majd egyre lassabb mértékűvé válik ez a növekedés. We- ber megállapítása volt, hogy a hangnak (a hullámoknak) hatása van az emberi érzetre, továbbá
hogy a hang és az érzet nem azonosak. Békésy (1929) vizsgálataiból ismerjük, hogy a hosszú ideig tartó hang hangossága (zavaró érzete) az idő múlásával veszít a hangosságából (Tarnóczy, 1984). Ez a megállapítás támasztja alá, hogy az emberi szervezet a zaj mértékéhez képes hoz- zászokni vagy elraktározni azt. Az idő előrehaladtával a már megélt zajesemények intenzitása megszokottá válik és zavarónak már csak a kezdeti ingerszint feletti többletet fogja az érzékelő értékelni. Minél nagyobb zajszinthez szokik hozzá az emberi szervezet, annál magasabb zajszint többlettel lehet a zavaró érzet növekedést elérni.
2.2. Az L
Aeq, a DN L és a DN EL értelmezése
Az egyenértékű A-hangnyomásszint egy olyan mérőszám, amellyel jól jellemezhető a zaj emberre gyakorolt hatása, mivel négyzetes középértéke azonos aT =t2−t1 időtartam alatt változó zaj négyzetes középértékével, vagyis az emberre gyakorolt hatása azonos. Az egyenértékű hangnyo- más szint nem matematikai átlag, hanem az energia szerinti átlagérték.
LAeq = 10 log 1 Tm
Xti100,1LAeq[dB], (2.2) aholti időtartamok alatt mért középértékek LAeq,i ésTm=Piti a teljes mérési időtartam.
A mérések során alkalmazott zajszint mérőműszer által szolgáltatott adatok közül a közúti közlekedési zaj zavaró érzetének számításához azLAeq értékeket használtam fel. A közúti forga- lom által kibocsátott zaj vizsgálatakor egyenértékű hangnyomásszintet határozunk meg, mivel időben állandó zaj csak ritkán fordul elő. Ezért a vizsgálatok alkalmával az időben változó zajok átlagértékét határozzuk meg. A2.3. ábra szemlélteti az egyénértékű zajszint fogalmát. Másfelől nem szabad megfeledkezni a zajszint logaritmikus voltáról sem. Ez azt jelenti, hogy kétsze- res zajszint csak közel 3 dB többlet terhelést jelent. Ha két zajszintet szeretnénk objektíven összehasonlítani, akkor azt a számtani fogalmainkra és a zajeseményekkel kapcsolatos múltbeli tapasztalatainkra hagyatkozva kell megtenni.
vizsgált időtartam
t1 t2
Zajszint dB változó zaj
állandó zaj átlagérték
LAeq 60
40 20 0
2.3. ábra. Az egyenértékű zajszint fogalma
A 2002/49/EC The Environmental Noise Directive (2002) időintervallumai csak ajánlások, a magyar előírás ettől eltér. Annál is inkább, mivel a direktíva által javasolt időintervallumok a magyarországi életvitelhez nem alkalmazkodnak, ebből kifolyólag a forgalom lefolyás jellege sem illeszkedik ezekhez az intervallumokhoz. Ennek megfelelően a 25/2004. KvVM rendelet
(2004) sem vette át az időintervallumokat. Az LDEN jelentősége a stratégiai zajtérképezésben jelentkezik. Az
LDEN = 10 log 1
24(12·10Lday10 + 4·10Levening10 +5 + 8·10Lnight10+10), (2.3) ahol nappali (Lday) mérési időtartomány 7-19 óráig (12 óra hosszúságú időtartomány), az esti (Levening) 19-23 óráig (4 óra hosszúságú időtartomány), míg az éjszakai (Lnight) 23-7 óráig (8 óra hosszúságú időtartomány) tart.
Miedema és Oudshoorn (2001) a zavaró érzet meghatározásához a DNL és a DNEL fogalmakat alkalmazzák. A DNL nem más mint azLAeq-ból számított zajszintek összege, megkülönböztetve a nappali és az éjszakai szinteket, valamint az éjszakai zajszinthez 10 dB többletet, úgynevezett büntető értéket társít (2.4. képlet).
DNL = 10 log(15·10LAeq(7h−22h)/10+ 9·10LAeq[(22h−7h)+10]/10)[dB] (2.4) Doktori dolgozatomban azLAeq értéket használom, mivel ez a hazai gyakorlatban elfogadott.
3. A közúti közlekedés zavaró érzetének és a lakossági kikérdezéses felmérés témakörének áttekintése
A szakirodalom áttekintése során az angol „annoyance” (= kellemetlenség, zavaró tény), a francia
„gêne” (= zavar, kellemetlen érzés), a német „Ärgernis” (= kellemetlenség), a spanyol „molestia”
(=kellemetlenség, zavar) kifejezésekkel találkoztam. A magyar szakirodalomban a megzavartság, zavarás, zavaró érzet fogalmak használatosak (Muntág,2008), így a disszertációmban is ezeket a fogalmakat fogom alkalmazni. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzetet, mint a közúti közlekedési zaj által az egyénben felmerülő kellemetlen vagy zavaró hatás mértékét határoztam meg.
Az első városi zaj-vizsgálatot Fletcher et al. végezték 1930-ban, New Yorkban1. Az azóta eltelt közel nyolcvanöt év alatt számos vizsgálat született, amelyek közül a 3.2. fejezetben a témámhoz kapcsolódó eredményeket és kutatási módszereket fogom részletesebben ismertetni.
Olyan kutatásokat fogok bemutatni, amelyek során forgalomfelvétel, lakossági kikérdezés és zajszint mérés együttesen is történt és az egyes paraméterek hasonlítanak az általam vizsgált területekéhez (3.2. fejezet). Azokat a kutatások, amelyek csak a három felmérés valamelyikével foglalkoztak, azokat nem tekintem mértékadónak. A lakossági kikérdezések egységesítése csak 2001-ben történt meg, ezért fordulhat elő, hogy a korábbi években készült kutatások más és más értékelési skálát alkalmaznak (4.3. fejezet).
A zavaró érzetet a zaj kibocsátója (a forgalom), a jel vevője (az egyén), illetve az őket körülve- vő környezet együttesen határozzák meg. Westman és Walter a zavaró érzetet két tényezőre, az elsődleges és a másodlagos zavarásra bontják szét (Westman és Walterst,1981). Ezzel a feltevés- sel ellentétben McLean és Tarnopolsky a zavaró érzetet három összetevőre bontják, úgymint 1) az egyén pszichéjére gyakorolt hatás 2) a mindennapi tevékenységet zavaró hatás 3) az orvosilag alátámasztható betegségekre (Lercher, 1997). Champelovier et al. (2005) megállapította, hogy a zavaró érzetet a látott kép és az ahhoz rendelt érzet, benyomás is befolyásolja. Ezt követően továbbá meghatározták a teljes zavaró érzetet (TMA),
TMA = 0,773An+ 0,126Av+ 0,41, (3.1) aholAna zaj miatti zavaró érzet ésAv a vizuális zavaró érzet. Mind a két változó egy ötosztású numerikus skálán vett értékek és a Pearson-féle korrelációs együtthatór2 = 0,68. Vizuális zavaró érzet meghatározásával Öhrström et al. (2007) is foglalkoztak. A kísérletsorozat hasonló volt
1Forrás: Fidell (2003)
Champelovier et al. (2005) vizsgálatához, amely egy a szemnek kellemes és egy másik a szemnek kellemetlen környezetben folyt. A kísérletben résztvevő alanyok a közúti közlekedésből származó zajeseményeket és hozzájuk társítva különféle hangeseményeket hallgattak meg felvételről. A résztvevőknek meg kellett ítélniük vizuális zavaró érzetük mértékét. Az eredmények szerint egy kellemetlen látványú környezetben hallott zajesemény zavaróbbnak tűnt, mint ugyanaz a zajesemény egy kellemes környezetben.
3.1. ábra. Öhrström et al. (2007) vizuális zavaró érzet kutatásának eredményei (A feliratok a szerző fordításai.)
3.1. A közúti közlekedési zaj miatti zavaró érzet elméleti háttere és a %HA meghatározás módjai
A közlekedési zaj zavaró hatását különféleképpen szokás megközelíteni. Laszlo et al. (2012) összegyűjtöttek számos zavaró érzettel kapcsolatos kutatást. A kutatások nagy része a közúti közlekedést, mint az alvást megzavaró tényezőt vizsgálta (Skanberg és Öhrström,2006), valamint annak egészségügyileg mérhető változását (vérnyomás, szívverés). Más kutatások a témát a beszédérthetőség (Recuero et al., 1998), az iskolákban a koncentráció képesség változása, az ingatlanárak módosulása területéről közelítik meg vagy arra a kérdésre próbálnak választ keresni, hogy vajon mennyibe kerülhet egy társadalomnak a közúti közlekedés zajterhelése (Lambert, 2000). A megközelítés módja minden esetben eltérő, azonban a téma azonos.
A közlekedés zajának pszihoakusztikájával Schultz foglalkozott először, aki több országban végzett közlekedési zajok témakörét vizsgáló kutatások alapján határozta meg a közlekedési zaj zavaró hatását (Schultz,1978). A Schultz-féle görbe lakossági kikérdezéseken alapuló vizsgálat- sorozat eredménye volt, amely során Schultz (1978) meghatározta a „nagyon zavaró” fogalmat.
A „nagyon zavaró” kategóriába, azokat a válaszadókat sorolta, akik a lakossági kikérdezéses vizsgálatok eredményeiből képzett zavaró érzeti skála legfelső 27-29 %-ába estek. Megállapítot- ta továbbá, hogy 45 dB(A) alatt nem beszélhetünk zavarásról. Kryter (1982) javaslata volt, Schultz-cal ellentétben, hogy ne csak kizárólag a „nagyon zavaró” kategóriát vegyék számításba, hanem az összes többi kategóriát is. Ennek értelmében a 0 és 100 % közötti skálázott zavaró érzet tartományát öt egyenlő részre osztotta fel. Miedema és Vos (1998) követően a „nagyon
megzavartnak” azokat a válaszadókat tekintették, akik az ötpontos értékelési skálán a 4/5 vagy a 5/5 értékeket jelölték meg. Fields (2001) definiálja és összehangolja a verbális és a numeri- kus skálákat, ami a 4.6. táblázatban látható. A gyakorlatban bevett %HA-t a ”nagyon zavaró százalékos értéket” Fields (2001) szerint az ötosztású skálán vett felső két kategória együttesen eredményezik, vagyis azok a válaszadók, akik a lakossági kikérdezéses felmérés során a nagyon- vagy a rettenetesen zavaró kategóriát jelölték meg. Ez megegyezik Schultz (1978) elgondolásá- val, hogy a nagyon zavaró kategória az értékelési skála felső két kategóriáját foglalja magába, eltérés kizárólag az arányokban mutatkozik. Schultz (1978) értékeléséhez képest Fields (2001) ajánlása szigorúbb. Mindezek mellett az értékelések csak ajánlások és nem kötelező érvényűek.
A dolgozatomban a %HA kifejezést azokra az egyénekre használom, akik a lakossági kikér- dezéses felmérés során az ötosztású értékelési skálán a „rettenetesen” zavaró kategóriát jelölték meg. Ez utóbbi az összes mérési helyszínre vonatkozóan átlagosan a megkérdezettek 24%-át je- lenti. Azonban ha az értékelési skála legfelső két osztását a „rettenetesen” és a „nagyon” zavaró kategóriákat együttesen tekinteném, akkor az a megkérdezettek közel 78%-át jelentené. Ennek megfelelően határoztam meg a %HA értéket, mint az értékelési skála legfelső „rettenetesen”
zavaró értékét, vagyis a numerikus skálán véve az 5/5-ös értéknek felel meg.
Kryter (1982), Schultz (1978) és Grandjean (1973) is arra a megállapításra jutottak, hogy a repülési zaj minden zajforrást összevetve a legzavaróbb. A repülési zaj és a zavaró érzet kapcsolatára Schreckenberga és Meis (2007) adott javaslatot. Kryter javaslata alapján a repülési zajt önállóan, a többi közlekedési zajtól elkülönítve kell kezelni (Kryter,1982). Fidell és Barber (1991) a Schultz-féle görbét alapul véve további mérési eredményeket dolgozott fel, amelyek alapján megalkottak egy új zavaró érzet-zajszint görbét (Fidell és Barber,1991). Ezt követően L. Finegold, Harris, et al. (1994) továbbfinomította Schultz (1978), valamint Fidell és Barber (1991) eredményeit és egy logaritmikus összefüggésre jutottak, amely szerintük jobban érzékelteti a zavaró érzet és a zajszint közötti kapcsolatot (L. Finegold és M. Finegold,2002; L. Finegold, Harris, et al.,1994). A három kutató eredményeit a3.2. ábra foglalja össze.
3.2. ábra. A közlekedési zaj zavarásának közelítése Schultz (1978), Fidell és Barber (1991), L.
Finegold, Harris, et al. (1994) által kidolgozott görbékkel (Kempen et al., 2005) (A feliratok a szerző fordításai.)
A 3.2. ábrán látható görbét Schultz (1978) a 3.2. képlettel adta meg.
%HA= 0,8533Ldn−0,0401L2dn+ 0,00047L3dn[%] (3.2) Fidell és Barber (1991) továbbdolgozva Schultz (1978) eredményein a3.2.ábrán látható görbét a3.3. képlettel adták meg.
%HA= 0,0360L2dn−3,264Ldn+ 78,9181][%] (3.3) A későbbiekben L. Finegold, Harris, et al. (1994) az általuk kidolgozott görbét, amelyet a FICON elfogadott, mint a repülési zaj-zavaró érzet leíró módszert a3.4. képlettel írták le.
%HA= 100
1 +e(11,13−0,14Ldn)[%] (3.4)
Amíg Schultz (1978), Fidell és Barber (1991), valamint L. Finegold, Harris, et al. (1994) a közlekedési zajokat együttesen vizsgálták, addig Miedema és Vos (1998) különválasztották a vasúti, a közúti és a légi közlekedés okozta zavaró érzetet továbbá a számítások során megkülön- böztették a DNL és a DENL zajszinteket(Miedema és Oudshoorn,2001; Miedema és Vos,1998).
Miedema és Oudshoorn (2001) megállapítása szerint a közúti közlekedési zaj tekintetében a DNL és a DENL zajszintek között csupán 0,2 dB(A) különbség van. Miedema és Oudshoorn (2001) görbéi (3.3. ábra) a repülési-, a közúti-, és a vasúti közlekedési zajra vonatkozóan. A 3.4. ábrán a közúti közlekedési zaj zavaró érzetéhez tartozó grafikon látható, amelyek rendre a %HA (alsó görbe), %A(középső görbe), és %LA (felső görbe) értékekhez tartoznak.
3.3. ábra. Miedema és Oudshoorn (2001) a repülési-, a közúti-, és a vasúti közlekedési zaj zavaró érzetére vonatkozóan (A feliratok a szerző fordításai.)
Miedema és Oudshoorn (2001) a közúti közlekedési zaj zavaró érzetéhez tartozó „nagyon zavaró” kategóriához tartozó görbe egyenletét a3.5. képletet ismerteti.
%HA= 9,994·10−4(DN L−42)3−1,523·10−2(DN L−42)2+ 0,538·(DN L−42)[%] (3.5) Schomer et al. (2012) bevezették a CTL fogalmát, ami nem más mint az a %HA érték, ahol a lakosság 50 %-a a „nagyon zavaró” kategóriába esik, vagyis
3.4. ábra. Miedema és Oudshoorn (2001) görbéi a közúti közlekedési zaj zavaró érzetére vonat- kozóan (A feliratok a szerző fordításai.)
%HA= 100·exp(−(1/(10((Ldn−Lct+c)/10))0,3))[%], (3.6) aholLct a CTL értéke, ésc= 5,306. Schomer et al. (2012) 34 db felmérés alapján megállapítot- ták, hogy a közúti közlekedési zajra jellemzőLct= 78,3 dB(A) ésσCT = 5,1 dB(A) szórással.
A zavaró érzetre vonatkozóan többféle index vagy mérőszám létezik. Egyfelől a norvég „zaj zavaró érzet indexe” (SPI), ami közúti zajra vonatkozóanSP I = 1,55·(L−37), ahol L az épület homlokzatának hangvisszaverő felülete Haakonsen (2002). Az így kapott eredményt a3.5. ábrán látható diagram alapján leolvasható a “zaj-zavaró érzet index”. A másik a “zajpanasz érték”
(Zp), ami Zp = z1 n(k+t)
/100, ahol Zp a zajpanasz érték, z a zavarás értéke, k az életkor, t a lakóhelyen eltöltött idő években megadva ésn az adott utcán kitöltött kérdőívek száma Baros (2012). Ez utóbbival nem foglalkozom részletesebben, mert a zajpanasz érték meghatározásához szükséges az adott utcán kitöltött kérdőívek számának figyelembevétele. Ez utóbbi módszer csak abban az esetben alkalmazható, ha terepi lakossági kikérdezéses felmérés is készült. Általános eljárás használatára nem alkalmas.
3.5. ábra. A norvég zavaró érzet index értelmezése Haakonsen (2002) (A feliratok a szerző for- dításai.)
A „közlekedési zaj mutató” (TNI) egy angol módszer, ami szintén a közlekedési zaj miatti zavaró érzet egyik jellemzője (Truax,1999). AT N I = 4·(L10−L90)+(L90−30) azt a zajszintet határozza meg, amelynél a lakosság kevesebb, mint 3%-át zavarja a közlekedési zajszint.
A lakosság közúti zajszint-zavaró érzet kapcsolatával az MSZ ISO 1996-2:2009 (2009) szabvány
“D” jelű melléklete foglalkozik amire a
%HA= 100
1 + exp(10,4−0,132Ldn)[%] (3.7) számítást adja, ahol %HA a lakosság azon adott %-a, akik a “nagyon megzavart” kategóriába tartoznak, Ldn a teljes napi zajszint a MSZ ISO 1996-2:2009 (2009) szerint meghatározva. A 3.7. képlet használatát a szabvány csak ajánlja.
A Design manual for roads and bridges (2011) által ismertetett módszer a közúti közlekedés miatti megzavart lakosság meghatározására szolgál. A kutatások eredménye a
% = 100
1 +e−µ[%] (3.8)
képletet adja, ahol % a rettenetesen és a nagyon megzavartak aránya,µ= 0,12LA10,18h−9,08.
A kutatók 14 különböző angliai mérési helyszín eredményeit használtak fel, amelyek alapján meghatározták a zavaró érzet-zajszint közötti kapcsolatot. A lakossági kikérdezéshez használt kérdőív sajnálatos módon egy hét pontos értékelési skálát tartalmazott. Az összehasonlítha- tóságot tovább nehezíti, hogy az angliai szakkörnyezetben elterjed zajszint jellemzőt használja fel a kutatás. (Az LA10,18h azt a zajszintet jelöli, ami a reggel 6 óra és éjjel 24 óra közötti időintervallum alattiL10percentilis.)
3.2. A közúti közlekedési zaj zavaró érzetére irányuló kutatások és azok eredményeinek áttekintése
Dániában 1999-ben és 2002-ben is történt lakossági kikérdezéses felmérés. Bendtsen et al.
(2000) a vizsgálat során 6000 db kérdőívet küldtek ki családoknak, ebből kb. 3300 db-ot tudtak érdemben értékelni. A feltett kérdések a közúti forgalomra, a zajszintre, a lakókörnyezetre és az egyénre vonatkoztak. Bendtsen et al. (2000) nyolc alapfeltevésből indultak ki, a későbbiekben ezek 1-8-ig terjedő jelöléssel vannak ellátva, amelyek cáfolását vagy igazolását vizsgálták. A kezdeti alapfeltevések közül 1) a zajszint növekedésével nő a zavaró érzet mértéke, 3) a zavarás mértéke függ a zajesemény bekövetkezésének napszakbeli időpontjától, 5) a háttérzaj jelentő- sen befolyásolja a megítélést: igaznak bizonyultak. A következő feltevések, 4) a zavaró érzet mértéke függ az egyénnek a lakóhelyen eltöltött évek számától, 6) az egyén életkora jelentősen befolyásolja a zavaró érzet mértékét, 8) a lakók anyagi áldozatra is hajlandóak lennének annak érdekében, hogy lakókörnyezetükben a zajszint csökkenjen: hamisnak bizonyultak. A mara- dék két megállapítás, 2) az emberek lakókörnyezetük zajterheléséhez hozzászoktak, 7) a lakók hajlandóak lennének érdemben cselekedni, hogy lakókörnyezetük zajterhelése csökkenjen: nem vezettek egyértelmű eredményre. A 3.6. ábrán Bendtsen et al. (2000) eredményei láthatók a
lakáson belüli zavaró érzet tekintetében.
3.6. ábra. Bendtsen et al. (2000) eredményei lakáson belüli zavaró érzet, nyitott és zárt ablakok mellett (A feliratok a szerző fordításai.)
Érdekes megemlíteni Larsen et al. (2002) felmérés eredményeit is. A kutatás során három
„csendes” dán városban lakossági kikérdezéses felmérés és forgalomfelvételt végeztek. A vizsgá- lati idő közel 50 %-ában a zajszint 45 dB(A) és 55 dB(A) között mozgott, míg 65 dB(A) felett csupán a mérési idő 10 %-ában volt a zajszint. A csendes jelzőt igazolja a mérési eredmény, mivel a megkérdezettek kevesebb, mint 8 %-a ítélte a lakókörnyezetében a zajszintet elviselhetetlenek.
AzEgyesült Királyságban Kirby (2009) készített mintegy 2000 db kérdőív kiértékelésével lakossági kikérdezéses tanulmányt. A3.7. ábra alapján látható, hogy Kirby (2009) által kapott eredmények és Miedema és Oudshoorn (2001) eredményei között lényegi eltérés mutatkozik. A szakirodalomban talált eredmények és a zavaró érzet jellegéből adódóan, vagyis hogy a növekvő zajszintnek való kitettség növekvő zavaró érzetet eredményez, illetve a közlekedési zaj megítélé- sének specifikus jellemzőire való tekintettel arra a megállapításra jutottam, hogy helytelen a a zajszint és a zavarás közötti kapcsolatot lineárisnak feltételezni.
3.7. ábra. Kirby (2009) és Miedema és Oudshoorn (2001) eredményének összehasonlítása (A feliratok a szerző fordításai.)
Egyiptomban 2003-ban készült lakossági kikérdezéses felmérés. A mérési helyszínek közül kettőt választottam ki, mivel csak ezek hasonlítottak az általam vizsgált területek tulajdonsá- gaihoz. A két vizsgálati helyszínen a csúcsóra forgalom 800 j/óra és 1200 j/óra volt, a mért zajszintek rendre 84,9 dB(A) és 87,8 dB(A) voltak. A válaszadók egy ötosztású verbális skálán értékelték a szubjektív zavaró érzetet. A kérdőívek kiértékelése szerint a válaszadók 53,5 %-a rettenetesen zavarónak, 11,8 %-a nagyon zavarónak, 7,3 %-a közepesen zavarónak, 9,1 %-a kissé
zavarónak és 18,3 %-a egyáltalán nem ítélték zavarónak a közúti közlekedésből eredő zajszintet.
A3.8. ábra ismerteti a zajszint-zavaró érzet közötti kapcsolatot.
3.8. ábra. Ali és Tamura (2003) felmérésének eredménye (A feliratok a szerző fordításai.) Franciaországban Maurin et al. (1988) végeztek lakossági kikérdezéses felmérést, amely a közúti közlekedési zaj zavaró hatását, illetve az olvasás és a rajzolás tevékenységek és a zajszint- zavaró érzet közötti kapcsolatot vizsgálta, valamint összehasonlította az 1986-os eredményeket az 1976-ban kapottakkal. 1976-ban a napközbeni mért zajszint 48dB(A) és 72 dB(A) között változott. 1986-ban a napközbeni átlagos zajszint 66,8 dB(A) volt és a megkérdezettek 50,8 %-a tartotta a közlekedési zajt zavarónak. A 3.9. ábrán látható a napközbeni zajszint és a zavaró érzet kapcsolata Maurin (2003) kutatása alapján. Maurin (2003) megállapította, hogy 55 dB(A) alatti zajszint esetében a megzavartság mértéke elenyésző, a zavaró érzet mértékében növekedés csak az 55 dB(A) zajszint feletti tartományban észlelhető.
3.9. ábra. Maurin (2003) eredménye (A feliratok a szerző fordításai.)
Japánban1994-ben végeztek lakossági kikérdezéses felmérést szabadonálló és tömbházas jel- legű beépítésű lakások lakói között (Sato, Yamashita, et al., 1997). A vizsgálat során a sza- badonálló házas beépítésű területen az átlagos közúti forgalom 21000 j/nap volt, a nehéz teher
gépjárművek aránya 6,5 % volt, a zajszint 51,8-70,1 dB(A) között mozgott. A tömbházas beépí- tésű területen az átlagos közúti forgalom 29500 j/nap volt, a nehéz teher gépjárművek aránya 9 % volt, a zajszint 60,9-69,5 dB(A) között mozgott. A3.10. ábrán látható, hogy a szabadonálló házak lakói 60 dB(A) zajszint felett ugyanolyan mértékű a zajszintet többen ítélték „nagyon zavarónak”.
3.10. ábra. Sato, Yamashita, et al. (1997) eredményei (A feliratok a szerző fordításai.) Morihara et al. (2004) felmérésének célja volt, hogy figyelembe véve Schultz (1978) megállapí- tásait meghatározzák, hogy a japán adottságokhoz egy ötosztású verbális skála vagy egy tizenegy osztású numerikus skála illeszkedik-e jobban. Továbbá arra a kérdésre keresték a választ, hogy a „nagyon zavaró” kategóriához az értékelési skálák mely tartománya szükséges. A felmérés során a közúti közlekedésből eredő zajszint 43-73 dB(A) között mozgott. Morihara et al. (2004) megállapították, hogy Schultz (1978) „nagyon zavaró” kategóriájához legjobban az ötosztású skála idomul (3.11. ábra).
Koreában Lee et al. (2008) végeztek lakossági kikérdezéses felmérést a közlekedési eszkö- zök zavaró érzetének területén. A tanulmány során megkülönböztették a katonai-, és a polgári repülőgépeket, valamint a vasúti-, és a közúti közlekedésből eredő zajokat. A zajszint mérés kiértékelésénél a nappali és az éjszakai zajszint kibocsátást külön választották. A 3.12. ábrán látható a közúti közlekedési zajra vonatkozó diagram, amelyen a koreai eredmények mellett sze- repel Miedema és Oudshoorn (2001), valamint Sato, Yamashita, et al. (1997) eredménye is. Jól látható, hogy a koreai eredményekhez Miedema és Oudshoorn (2001) görbéje jobban illeszkedik, mint Sato, Yamashita, et al. (1997) görbéje. A kiválasztott helyszínek Szöul elsőrendű közleke- dési úthálózata mentén találhatók, ahol a közúti forgalom 50000 j/nap, aminek mintegy 69 %-át személygépjárművek és 31 %-át nehéz teher gépjárművek teszik ki.
Magyarországona disszertációm témájához hasonló kutatás 1978-1981 között készült (Hir- ka és Czabalay, 1983). A tanulmány egy forgalmas főút mellett élők körében végzett lakossági kikérdezéses felmérést arra vonatkozóan, hogy véleményük szerint a forgalom járműkategórián- kénti összetétele hogyan befolyásolja a közlekedési zajra vonatkozó szubjektív megítélésüket. A
3.11. ábra. Morihara et al. (2004) (1/5= 5/5 az ötpontos verbális skálán értelmezve, 2/5=
4/5+5/5 együttesen az ötpontos verbális skálán értelmezve, 3/11=11/10+10/11+9/11 együtte- sen a 11 pontos numerikus skálán értelmezve) (A feliratok a szerző fordításai.)
Közegészségügyi Hivatal 1979-1982 között végzett Budapesten és öt magyar nagyvárosban la- kossági kikérdezéses felmérést és zajszint mérést. A megkérdezettek 52 %-a ítélte a közlekedési zajt zavarónak.
2004-ben, a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium honlapján lakossági kikérdezéses felmé- rés folyt, miszerint mennyire tartották az emberek Budapestet zajosnak. A kikérdezés Internet felület segítségével történt, a válaszadás önkéntes alapon történt. A válaszadók több mint fele budapesti volt és főleg a 20-30 év közötti korosztályba tartoztak. A felmérés eredménye szerint a válaszadók 26 %-a tartotta Budapest főváros közúti közlekedése által kibocsátott zajszintet „erő- sen zavarónak”, ami egy ötosztású skála legfelső kategóriájának felel meg. Ez az érték megfelel Schultz (1978) megállapításának.
NorvégiábanKolbenstvedt és Klaeboe (1999) felmérést végeztek közel 3600 lakos kikérdezé- sével. A zavaró érzetet egy ötosztású skálán kellett megítélni. A megkérdezettek 8 %-a tartotta zavarónak a közúti közlekedési zajt, ez az érték messze elmarad Schultz (1978) eredményétől.
Kolbenstvedt és Klaeboe (1999) megállapították, hogy a zavaró érzet megítélésben nincsen kü- lönbség a megkérdezett nők és férfiak válasza, illetve a különböző korcsoportok válasza között.
Azonban, akik érzékenyebbek voltak a zajhatásokra, azok 35 %-a tartotta „nagyon zavarónak”
a közlekedési zajhatást.
Érdekes megemlíteni, hogy a közúti közlekedési zaj zavaró érzetének megítélésében nem csak a napszakok jelentenek eltérést, hanem az adott földrajzi elhelyezkedés is. A3.13.ábrán látható, hogy mind az észak-európai, mind a közép-európai, mind a dél-európai tanulmányok esetében is a megkérdezettek 40 %-a ítélte nagyon zavarónak a 66-68 dB(A) zajterhelést. Az ábrán látható görbék az adott térségekben végzett lakossági kikérdezéses felmérések összegzésének eredménye.
OlaszországbanSzicília szigetén Piccolo et al. (2005) végeztek lakossági kikérdezéses felmé- rést. A két mérési helyszínen a forgalom 2770 j/óra és 1250 j/óra volt, a nehéz teher gépjármű forgalom 5 % és 6 % volt. A mért zajszintek 61,6 dB(A) és 72 dB(A) között mozogtak. A mérések
