Jak obliczyć wysokość i długość ekranu akustycznego

Ekran akustyczny jest konstrukcją mającą na celu ograniczenie propagacji dźwięku pomiędzy źródłem hałasu a obszarem chronionym. Aby ekran był skuteczny, jego wysokość i długość muszą zostać dobrane w oparciu o geometrię układu, charakter źródła hałasu oraz lokalizację odbiorców.

Poniżej przedstawiono poglądowe zasady doboru geometrii ekranu, które pomagają zrozumieć mechanizm działania ekranów akustycznych. Nie zastępują one pełnej analizy akustycznej.

Przy projektowaniu ekranu należy uwzględnić m.in.:

rodzaj i lokalizację źródła hałasu (droga, linia kolejowa, maszyna),

• poziom emitowanego hałasu,
• odległość między źródłem a obszarem chronionym,
• ukształtowanie terenu,
• wysokość punktu chronionego (np. okna, poziom uszu człowieka),
• właściwości akustyczne samego ekranu.

Podstawowym warunkiem skuteczności ekranu jest przerwanie bezpośredniej linii widzenia akustycznego pomiędzy źródłem hałasu a punktem chronionym.

• Pojęcia podstawowe:
  h₁ – wysokość źródła hałasu (np. poziom silnika pojazdu),
• h₂ – wysokość punktu chronionego (np. okno budynku, ok. 1,5–2,0 m),
• d – odległość pomiędzy źródłem a punktem chronionym.

Ekran powinien mieć taką wysokość, aby linia prosta łącząca źródło z odbiornikiem została zasłonięta przez przegrodę. W praktyce oznacza to, że górna krawędź ekranu musi znaleźć się powyżej tej linii.

Uwaga:  podawane w literaturze uproszczone wzory mają charakter wyłącznie orientacyjny i nie uwzględniają zjawisk takich jak dyfrakcja, odbicia czy wpływ warunków terenowych.

W praktyce typowe wysokości ekranów drogowych i kolejowych wynoszą 2–5 m, często stosuje się zapas wysokości, aby zapewnić skuteczność również przy zmiennych warunkach ruchu i pogody.

Długość ekranu jest równie istotna jak jego wysokość. Zbyt krótki ekran pozwala falom dźwiękowym „obchodzić” przeszkodę bokami (zjawisko dyfrakcji).

• Przy doborze długości należy uwzględnić:
  szerokość źródła hałasu (np. jezdni),
• długość obszaru wymagającego ochrony,
• odległość punktów chronionych od źródła,
• konieczność ograniczenia bocznego napływu dźwięku.

Ekran powinien:

• być dłuższy niż sam chroniony odcinek,
• wykraczać poza strefę ochrony po obu stronach,
• często mieć długość znacznie większą niż minimalna geometryczna.

W praktyce projektowej ekrany są wydłużane celowo, aby ograniczyć wpływ dyfrakcji bocznej i uzyskać stabilny efekt akustyczny.

Na skuteczność ekranu wpływają również:

• różnice wysokości terenu,
• nasypy i wykopy,
• obecność zabudowy,
• odbicia od innych powierzchni.

W takich przypadkach wysokość i długość ekranu muszą być indywidualnie dopasowane do lokalnych warunków.

Należy pamiętać, że:

• hałas rozchodzi się falowo,
• skuteczność ekranowania zależy od wielu zjawisk fizycznych,
• uproszczone obliczenia nie zastępują analizy akustycznej ani modelowania.

Dlatego w przypadku inwestycji drogowych, kolejowych i przemysłowych zaleca się wykonanie profesjonalnej analizy akustycznej, która pozwala precyzyjnie dobrać geometrię i parametry ekranu.

Wysokość i długość ekranu akustycznego mają kluczowe znaczenie dla jego skuteczności. Ich dobór powinien uwzględniać geometrię układu, charakter źródła hałasu oraz lokalne warunki terenowe. Proste zasady geometryczne mogą pomóc w zrozumieniu działania ekranów, jednak rzeczywistą skuteczność zapewnia dopiero prawidłowy projekt oparty na analizie akustycznej.