Když projíždíte po D1 nebo po brněnské D2, sotva se hnete dál než pár kilometrů, aniž byste minuli kus betonového, dřevěného nebo plexisklem proskleného plotu. Ředitelství silnic a dálnic do nich nasypalo za poslední dekádu miliardy a před každým novým úsekem se děje obvyklý rituál: hlukové studie, projednání s obcemi, výkupy pozemků. Otázka, kterou si laik dost možná klade, když takovou stěnu míjí, je ale prostá. Funguje to vlastně?
Protihlukové valy fungují, ale jen pro spodní patra domů
Články na téma dálnice:
- Restaurace na D1 za Prahou - nový koncept stravování pro řidiče
- Neplacené úseky dálnice - kde se nachází?
- V roce 2024 se otevře 118 kilometrů nových dálnic
- Dálnice bez známky. Kam řidiči můžou?
- Nové dálniční úseky v roce 2025
- V Česku vzniká spousta nových odpočívek
- 5 nejdelších dálnic v Česku
- Co platí pro nový úsek dálnice D4
- Dálnice D3 a její dostavba
- Dálnice D35 jako priorita
- Dálnice D4 Písku a Příbrami na pokutách nevydělává
- Nové dálnice v Česku – sever opět ostrouhal
- Co dělat, když zůstanete trčet s autem na dálnici v Česku
- Dostavba D11 do Polska trvá od roku 1978. Kdy bude hotovo?
- Další úseky tuzemských dálnic budou od nového roku zpoplatněné
- Měla by vzniknout rodinná dálniční známka. Jak bude fungovat v praxi?
- Akustický a protihlukový val u dálnic: Opravdu to funguje? - právě čtete
Co se vlastně tlumí?
Začněme tím, odkud hluk při průjezdu kolony vozidel přichází. Při rychlostech zhruba nad 40 km/h přestává být dominantní zvuk od motoru a převládá takzvaný valivý hluk, tedy zvuk vznikající kontaktem pneumatiky s povrchem vozovky.
To má jeden zásadní důsledek – u moderní dopravy v podstatě nezáleží, zda projede dieselový kombík, nebo elektromobil. Tento jev se opakovaně potvrdil v měřeních Centra dopravního výzkumu, kdy stejný úsek projeli autem se spalovacím motorem i bateriovým a rozdíl v naměřené hladině byl prakticky nulový. Něco jiného jsou samozřejmě starší dieselové nákladní vozy, které duní už tak nějak z podstaty a dělají kravál primárně motorem.
Spektrum toho hluku není rovnoměrné. Velkou část energie nese pásmo přibližně 800 až 2 000 Hz, ale zbytek tvoří nízkofrekvenční složka pod 250 Hz, kde dominují výše zmíněná těžká nákladní vozidla a samotná konstrukce vozovky. A právě tahle nízkofrekvenční část je tím, co protihlukovým stěnám dělá největší problémy.
- Přečtěte si také: Odpočívadla pro kamiony: Parkovacích míst chybí zhruba 2000
Stěna, val, nebo zářez
V praxi se setkáme se třemi základními typy ochrany. Klasická protihluková stěna (PHS) tvořená sloupy a výplňovými panely, zemní val (často s vegetací), nebo přírodní zářez, kdy je vozovka vedena pod úrovní okolního terénu. Z hlediska akustiky je nejvděčnější právě zářez, protože využívá samotnou hmotu země. Zemní val funguje podobně, ale potřebuje šířku, kterou v hustě zastavěné oblasti většinou nelze získat. Stěna je proto nejčastější kompromis. Postaví se za pár dní, zabere pruh široký metr a půl a dá se podle potřeby zvyšovat.
Výplňové panely se klasifikují do tříd A0 až A4 (případně A5) podle pohltivosti a B0 až B3 podle vzduchové neprůzvučnosti. Vysoce absorpční stěny sníží odraženou složku o více než 8 dB, zatímco čistě odrazivé povrchy, typicky transparentní plexisklo, klesnou pod 4 dB.
To má praktický dopad. Když postavíme odrazivou stěnu jen na jedné straně dálnice, druhá strana dostane porci odraženého zvuku navíc. Při paralelních stěnách na obou stranách komunikace pak může docházet k vícenásobnému odrazu mezi nimi a teoretická účinnost klesá až o 2 až 6 dB. To je důvod, proč u nás obvykle vidíme na vnitřní straně PHS perforované plechové panely nebo dřevocementové výplně, které zvuk pohlcují a neodrážejí ho zpět.
Kolik decibelů to odebere
Pojďme k číslům! Akustika tu pracuje s pojmem vložný útlum, anglicky insertion loss. Je to rozdíl hladiny hluku v daném bodě před a po postavení překážky. U běžné PHS vysoké zhruba 3 až 4 metry, postavené poblíž dálnice s plynulým provozem, se realisticky pohybujeme mezi 5 a 15 dB. Limitem jednoduché stěny, byť dobře navržené, je zhruba 20 až 24 dB. Nad tuto hodnotu se prakticky nedostaneme, protože zvuk začne dominovat ohybem přes horní hranu a obtokovými cestami.
Proč právě ohyb? Jakmile stěna přeruší přímou viditelnost mezi vozidlem a oknem ložnice, dál o všem rozhoduje difrakce na horní hraně. Klíčovým parametrem je Fresnelovo číslo, které se počítá jako N = 2δ/λ, kde δ je rozdíl drah obtoku a přímky a λ je vlnová délka.
Pro vlnu o frekvenci 100 Hz to dělá při šíření vzduchem zhruba 3,4 metru, pro 2 000 Hz pouze 17 centimetrů. Z toho vyplývá, proč stěna účinně odřízne vysokofrekvenční svištění pneumatik, ale nízkofrekvenční dunění kamionu si s přechodem přes hranu poradí podstatně snadněji. Zdvojnásobení výšky stěny přidá zhruba 6 až 9 dB útlumu.
Je zde samozřejmě i otázka finanční. Při výstavbě PHS na Rašínově třídě v Hradci Králové (700 m, čtyřproudá silnice, přes 30 000 vozidel denně) projektant garantoval pokles hluku u domů ve vzdálenosti 40 metrů o 9 dB ve dne a 3,5 dB v noci. Cena? Necelých 40 milionů korun bez DPH. Osmimetrová stěna na pražské magistrále u Kačerova v délce necelý kilometr vyšla na 165 milionů. To dělá orientačně 50 až 200 milionů korun na kilometr v závislosti na výšce, materiálu a terénu.
- Mohlo by vás zajímat: Ticha v autě konstruktéři dosahují kombinací několika metod
Co stěna nezvládne a co ji doplní?
Realita je taková, že stěna není všemocná. Posun zdroje hluku, tedy tišší povrch, dělá v součtu mnohdy víc. Nízkohlučný asfalt s drobnějším kamenivem (typicky 8 mm) a otevřenou strukturou snižuje hlučnost v místě vzniku o 3 dB. Pro lidské ucho je pokles o 3 dB zhruba stejný, jako by po komunikaci jezdila jenom polovina aut.
Zní to jako málo, dokud nepřičtete dalších 8 dB ze stěny – výsledek je pak rozdíl mezi nesnesitelným a obyvatelným. Háček je v tom, že nízkohlučný povrch zestárne. Po pěti až sedmi letech bývá ucpaný od pneumatik nečistotami z provozu a hlukově se vyrovná běžnému asfaltu.
Zeleň jako primární protihlukové opatření je mýtus. Měření Centra dopravního výzkumu ukazují, že vegetační pás přidá samostatně 1 až 2 dB, navíc s velkou sezónní variabilitou. Jako doplněk k pevné bariéře dává smysl esteticky a mírně i akusticky, ale nahradit ji nemůže. A pak je tu prostá geometrie. Stěna chrání pozemní patro a první podlaží, ale ve vyšších patrech bytového domu se kvůli ostřejšímu úhlu pohledu na vozovku její účinnost rychle vytrácí.
Zdroj info: Centrum dopravního výzkumu, ASB Portal, FHWA U.S. Department of Transportation.
Zdroj médií: Depositphotos.
Zdroj médií: Depositphotos.
