Jak ograniczać hałas przy liniach kolejowych?

Relacja ta została zaprezentowana tzw. krzywą dose-response, uzależniała zatem „odpowiedź” od „dawki” hałasu. Odpowiedź została przedstawiona w wartościach procentowych dotyczących ludzi, którzy twierdzili, że hałas o danym poziomie jest skrajnie dokuczliwy. Im poziom dźwięku większy, tym również większy procent ludzi raportujący jego skrajną dokuczliwość.
Schultz swoją krzywą wykreślił dla wszystkich rodzajów hałasu łącznie (zatem potraktował tak samo hałas drogowy i lotniczy). Późniejsze prace wykazały jednak, że różne typy hałasu inaczej wpływają na percepcję dokuczliwości u ludzi. Najmniej dokuczliwy okazał się hałas kolejowy, następnie drogowy, a najgorszy – hałas lotniczy.

W roku 2002 Unia Europejska uchwaliła dyrektywę Environmental Noise Directive, nazywaną w skrócie END (European Union, 2002). Jej publikacja spowodowana była rosnącą liczbą prac o wpływie hałasu na organizm człowieka. Dyrektywa ta nakłada na państwa członkowskie następujące obowiązki związane z zarządzaniem hałasem:

• Minimum co pięć lat dla każdego miasta powyżej 100 tys. mieszkańców, głównych szlaków kolejowych i drogowych oraz portów lotniczych należy wykreślać tzw. mapy akustyczne, tj. mapy terenu pokazujące poziomy hałasu emitowane przez poszczególne źródła.
• W przypadku przekroczeń dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku należy przedstawić tzw. plan naprawczy. Jest to zbiór działań, które trzeba podjąć, aby hałas ograniczyć do dopuszczalnych wartości.
• Należy zadbać o tzw. ciche strefy, tj. miejsca, w których hałas powinien być ograniczony do minimum i wdrażać działania, które pozwolą zachować takie tereny nienaruszone przez hałas, zwłaszcza na terenach miejskich.

Warto przy tym zaznaczyć, że mapy akustyczne oraz plany naprawcze obligatoryjnie muszą być dostępne publicznie do wglądu dla każdego obywatela. Wraz z wejściem Polski do Unii Europejskiej, również w naszym kraju zaczęto tworzyć mapy akustyczne oraz wdrażać plany naprawcze, które czasem są nazywane programami ochrony środowiska przed hałasem.

Dopuszczalne poziomy hałasu – polskie normy i zalecenia WHO

Dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku reguluje rozporządzenie ministra środowiska. Ostatnia zmiana w wartościach miała miejsce w roku 2012 (tekst jednolity ogłoszono w roku 2013, Dz.U. 2014 poz. 112). Warto w tym miejscu wspomnieć o dwóch rzeczach. Rozporządzenie reguluje dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku przy użyciu dwóch różnych wskaźników:
• Wskaźnika dobowego, dziennego oraz nocnego. Te wskaźniki są używane do bieżącej kontroli środowiska, a więc np. do interwencyjnych (tj. wskutek skargi mieszkańca) pomiarów kontrolnych i odniesieniu ich wyników do wskazanych w rozporządzeniu norm.
• Wskaźnika rocznego, który również ma dwie „wersje”: średnioroczny dzienno-wieczorno-nocny poziom dźwięku oraz średnioroczny poziom nocny. Oznacza to, że pomiar hałasu odbywa się całodobowo w sposób ciągły przez cały rok, a następnie, stosując odpowiednie równania, oblicza się jedną wartość charakteryzującą cały rok. Te wskaźniki służą do długofalowych działań zarządzania hałasem, a więc m.in. do tworzenia wspomnianych map akustycznych czy też planów naprawczych.

Oba rodzaje wskaźników są zdefiniowane dla różnych typów zabudowy. Według rozporządzenia „najgłośniej” może być na „terenach śródmiejskich miast powyżej 100 tys. mieszkańców”. Najniższe poziomy hałasu są zaś ustanowione dla stref uzdrowiskowych oraz pozamiejskich szpitali. Każde miasto, które podlega tworzeniu mapy akustycznej, składa się z wielu różnych stref – oznacza to, że inne normy będą obowiązywały np. w ścisłym centrum miasta, a inne w dzielnicach sypialnych (zabudowa wielorodzinna) czy na terenach zabudowy jednorodzinnej.
Wypada jeszcze wspomnieć, że dopuszczalne poziomy hałasu są określone dla czterech grup źródeł. Najważniejsza grupa to hałas drogowy i szynowy (potraktowane łącznie). Druga grupa to starty, lądowania i przeloty statków powietrznych, trzecia grupa – linie elektroenergetyczne, a czwarta – wszystkie inne źródła hałasu. Obowiązujący w Polsce podział źródeł hałasu nie jest zgodny z tym powszechnie obowiązującym w Europie, gdzie np. odróżnia się hałas drogowy od szynowego, a jako dodatkowe źródło hałasu wspomina się turbiny wiatrowe. W polskim rozporządzeniu hałas turbin wiatrowych należy do kategorii „inne”, do której zalicza się też hałas przemysłowy. Odpowiednie tabele ze wszystkimi wartościami można znaleźć poniżej:

Normy hałasu są definiowane suwerennie przez lokalne rządy państw członkowskich UE. Oznacza to, że polskie normy mogą – i rzeczywiście różnią się – od norm innych państw. We wspomnianym roku 2012 polskie normy zostały podwyższone, co oznacza, że od tego czasu hałas może być „nieco głośniejszy” niż miało to miejsce wcześniej. Polskie normy są uważane za mocno tolerancyjne – w większości państw dopuszczalne poziomy są niższe. Aby zilustrować rozdźwięk pomiędzy polskim prawodawstwem a europejskimi zaleceniami posłużę się dwoma przykładami.
Europejska Agencja Środowiska traktuje poziomy hałasu powyżej 55 dBA jako te, które mogą wywoływać niepożądany wpływ na organizm ludzki. Tymczasem w Polsce dopuszczalny średnioroczny dzienno-wieczorno-nocny poziom hałasu obserwowany w strefie śródmiejskiej dużych miast wynosi 70 dBA. Jest to różnica 15 dB! Pamiętając, że skala ta jest logarytmiczna, różnica jest ogromna.
Inną organizacją, która bada wpływ hałasu na ludzi, jest Światowa Organizacja Zdrowia (WHO). Pod koniec ubiegłego roku WHO opublikowało kolejny raport dotyczący hałasu wraz z zaleceniami działań antyhałasowych oraz wartości dopuszczalnych poziomów hałasu (World Health Organization, 2018). Zalecane przez WHO wartości dopuszczalne zestawiono w Tabeli 1 z wartościami pochodzącymi z polskiego prawodawstwa.

Jak widać z tabeli nr 1, największy rozdźwięk między polskimi normami a zaleceniami WHO występuje dla hałasu drogowego w ciągu nocy – polskie normy dopuszczają hałas o 20 dB większy niż wynika to z dokumentu WHO! Warto w tym miejscu nadmienić, że różnica 10 dB jest interpretowana przez ludzi jako wrażenie podwojenia głośności. Oznacza to, że gdyby polskie normy zostały zrównane z zaleceniami WHO, to mielibyśmy wrażenie, że jest cztery razy ciszej niż było dotychczas.
Zalecenia WHO najpewniej znajdą przełożenie na zalecenia Unii Europejskiej. Wydaje się jednak, że na razie nie ma planów zrównania norm hałasu dla wszystkich państw członkowskich. Gdyby tak się jednak stało, należy liczyć się z tym, że polskie normy będą musiały zostać w znaczący sposób obniżone, co pociągnie za sobą konieczność wdrożenia ogromnych sił i środków na radykalne ograniczenie hałasu obserwowanego w środowisku.
Tak czy inaczej już teraz tam, gdzie normy są przekroczone, wdraża się konkretne działania redukujące hałas. Przyjrzyjmy się im zatem bliżej.

Sposoby redukcji hałasu

Działania związane z ograniczaniem hałasu można w uproszczeniu podzielić na dwie główne kategorie:
• Redukcja hałasu u źródła. Ten zabieg polega na ograniczaniu energii akustycznej emitowanej przez samo źródło. W tym miejscu znajdą się wszelkie usprawnienia technologiczne i konstrukcyjne, a także usprawnienia infrastruktury, po której poruszają się źródła hałasu.
• Redukcja na drodze propagacji. Wśród tych działań do rangi symbolu urosły już oczywiście ekrany akustyczne. Ale w tej grupie znajdą się również wały ziemne, „zielone ściany” z roślinności, podwójne okna czy nawet aktywne systemy redukcji hałasu.
Omówienie metod redukowania hałasu rozpoczniemy od pierwszej wspomnianej kategorii. Najwięcej rozwiązań można wyróżnić dla transportu drogowego, ponieważ to on jest najpowszechniejszym źródłem hałasu.

Redukcja hałasu u jego źródła

Najskuteczniejszą i najprostszą metodą jest ograniczanie prędkości oraz natężenia (liczby) aut. Freitas, Mendonça, Santos, Murteira, & Ferreira w roku 2012 pokazali, że dokuczliwość hałasu rośnie wraz ze wzrostem prędkości w sposób liniowy. Z kolei w Programie Ochrony Środowiska przed Hałasem dla miasta Poznania (POŚpH) 2018 (AkustiX sp. z o. o. & LEMITOR ochrona środowiska sp. z o. o., 2018) wskazano, że przy redukcji prędkości pojazdów lekkich (głównie samochody osobowe) z 60 do 30 km/h można osiągnąć redukcję hałasu rzędu 5 dB, a przy zmianie z 50 na 30 km/h – niecałe 4 dB.
W tym kontekście warto również wspomnieć, że Unia Europejska już kilka razy domagała się od Polski ujednolicenia dopuszczalnej prędkości na terenie zabudowanym zarówno w dzień, jak i w nocy. Polskie prawo w ciągu dnia dopuszcza 50 km/h, zaś w nocy (w godzinach 23-5) – 60 km/h. Jesteśmy jedynym państwem UE, gdzie takie rozgraniczenie występuje. Zgodnie z danymi ze wspomnianego POŚPpH 2018 redukcja prędkości z 60 na 50 km/h już na wstępie daje redukcję hałasu o ok. 1,5 dB.
Polskim problemem jest też powszechne przekraczanie dozwolonych prędkości. Rzeczywiste średnie prędkości osiągane na miejskich trasach wielopasmowych są najczęściej znacznie wyższe niż wynika to z oznakowania i polskiego prawa o ruchu drogowym. Powoduje to powstawanie rozdźwięku między rzeczywistością a teorią. Tym samym należy podkreślić, że ograniczenie hałasu następuje wyłącznie w wyniku rzeczywistego ograniczenia prędkości aut a nie jedynie wskutek wprowadzenia nowego oznakowania na danym odcinku drogi.
Z tego też powodu wprowadza się wiele innych rozwiązań mających na celu ograniczenie prędkości przejazdu samochodów. Wśród nich można wymienić między innymi:
• ograniczanie prędkości przez zwężanie pasów ruchu, a także ich esowanie;
• stosowanie tzw. progów zwalniających, wyniesionych przejść dla pieszych czy też tzw. poduszek berlińskich – a więc progów, które łatwo może minąć autobus miejski, jednak auto osobowe musi na nim zwolnić;
• wprowadzanie stref ograniczonej prędkości, np. Tempo 30 w Poznaniu;
• przeznaczanie jednego z pasów ruchu na parking, zwłaszcza w porze nocnej – czasowe ograniczanie liczby pasów ruchu;
• zastępowanie skrzyżowań z sygnalizacją skrzyżowaniami równorzędnymi, gdzie konieczne staje się zwolnienie i uważanie na innych uczestników ruchu; zastępowanie skrzyżowań rondami celem upłynnienia ruchu.
Obok rozwiązań skoncentrowanych na ograniczaniu prędkości stosuje się również rozwiązania ograniczające samo natężenie ruchu drogowego:
• wprowadzanie stref tzw. czystego transportu, gdzie prawo wjazdu mają tylko pojazdy spełniające określone normy; pierwsza taka strefa w Polsce obowiązuje od 5 stycznia tego roku na krakowskim Kazimierzu;
• czasowe zamykanie niektórych ulic, na przykład w pobliżu szkół – o czym ostatnio dużo się mówiło w kontekście wypowiedzi prezydenta Poznania;
• wprowadzanie ograniczeń w ruchu pojazdów ciężkich na terenie miasta, kierowanie ich na obwodnice oraz trasy leżące poza ścisłym centrum miasta;
• prowadzenie polityki zrównoważonego transportu przez zachęcanie mieszkańców do korzystania z komunikacji miejskiej, rowerów, innych osobistych środków transportu (najczęściej elektrycznych, takich jak hulajnogi, deskorolki czy też pojedyncze koła, tzw. onewheel); promowanie idei korzystania z aut współdzielonych (carsharing) czy też wspólnych dojazdów jednym autem (carpooling). Warto jednak pamiętać, że sama promocja nie wystarcza, jeśli nie idą za tym konkretne ułatwienia infrastrukturalne (wprowadzanie buspasów, budowa bezpiecznych tras rowerowych, przystanki z ułatwieniami dla osób z trudnościami w poruszaniu się) i taborowe (modernizacja floty tramwajów i autobusów, stosowanie pojazdów niskopodłogowych).

Na końcu wspomnieć jeszcze należy o rozwiązaniach dotyczących stosowanego materiału na drodze oraz w oponach. Aby ograniczać hałas toczenia, będący (powyżej pewnej prędkości) głównym źródłem hałasu drogowego, wprowadzono tzw. ciche opony oraz ciche nawierzchnie. W obu przypadkach chodzi o takie ukształtowanie powierzchni (bieżnika opony bądź warstwy asfaltu), aby ograniczyć emisję dźwięku.

Ciche nawierzchnie dzielą się na kilka typów, jednak największą skuteczność mają te, które są nawierzchniami porowatymi. Kształt i głębokość porów jest tak dobrana, aby maksymalnie redukować hałas emitowany do środowiska. Ciche nawierzchnie dają redukcję hałasu rzędu nawet kilku decybeli. Ich wadą jest jednak konieczność dokładnego czyszczenia – kiedy pory w nawierzchni zostaną zatkane nagromadzonym na powierzchni brudem, ich działanie jest praktycznie pomijalne. Warto również pamiętać, że takie nawierzchnie sprawdzają się przede wszystkim na drogach o wysokich średnich prędkościach, gdyż wówczas redukcja hałasu jest największa.

W ostatnim czasie modny staje się również temat elektromobilności. Auta elektryczne mają znacznie cichszy napęd w porównaniu do aut konwencjonalnych i pod tym względem mogą przyczyniać się do redukcji hałasu, zwłaszcza przy niskich prędkościach. Z drugiej zaś strony pojawiają się głosy, że takie pojazdy bywają momentami prawie niesłyszalne, co może stanowić zagrożenie dla pieszych, zwłaszcza słabo widzących i niewidomych. Jednak udział aut elektrycznych wśród polskich samochodów nadal jest marginalny i trudno na razie oszacować czy ten problem w ogóle występuje.
Redukcja hałasu może być zastosowana również w odniesieniu do hałasu szynowego. Ów hałas w dużej mierze zależy od budowy torowiska oraz jego bieżącego utrzymania. Należy dążyć do ograniczania drgań powstających w czasie przejazdu pojazdu (w mieście najczęściej tramwaju). Można to robić przez stosowanie elastycznych sposobów mocowania szyn do podkładów a także używanie mat antywibracyjnych podkładanych w odpowiedni sposób pod torowisko. Same szyny, zwłaszcza na odcinkach, gdzie biegną one po jezdni, mogą być również obudowane odpowiednią gumą, która ogranicza przenoszenie drgań.

Oczywiście głównym źródłem hałasu szynowego pozostaje hałas toczenia. Jego emisja najczęściej związana jest z nierównościami powstałymi zarówno na powierzchni koła, jak i szyn. Szyny ulegają stopniowej degradacji nie tylko ze względu na ścieranie się ich powierzchni, ale również w wyniku obciążeń na nie działających, co może prowadzić do zaburzenia liniowości szyn (torowisko staje się „pofalowane”). Wpływ na szyny ma również stosowany w tramwajach mechanizm hamowania – znane choćby z tramwajów typu 105N duże klocki hamulcowe zawieszone między kołami wózków jezdnych prowadzą do ścierania się torowiska. Pod tym względem dużo lepsze są stosowane we współczesnych tramwajach hamulce tarczowe – generują one również mniejszy hałas w porównaniu do swoich klockowych odpowiedników (AkustiX sp. z o. o. & LEMITOR ochrona środowiska sp. z o. o., 2018).