Zprávy a informace ČKAIT 2022|03

Připravuje se novela nařízení vlády o ochraně před hlukem

Do konce června 2022 je možné připomínkovat již třetí novelu Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Cílem návrhu je racionalizace ochrany veřejného zdraví tak, aby byl umožněn rozvoj dopravní infrastruktury. Připravuje se vypuštění institutu staré hlukové zátěže a sjednocení kategorií pozemních komunikací. Limit hluku má být pro všechny komunikace jednotný, dělený pouze s ohledem na jejich stáří.

Zvuk a hluk

Stavební akustika je dvojího druhu. V obecném smyslu tato technická disciplína zahrnuje, zkoumá, hodnotí a snaží se ovlivnit všechny akustické jevy, které se vyskytují v budovách a v jejich blízkosti. Dělí se na prostorovou akustiku, urbanistickou akustiku a stavební akustiku v užším smyslu, která je právě tím druhým úžeji specializovaným typem stavební akustiky, který se zabývá šířením zvuku a izolací proti zvuku v budovách a předmětem jeho zkoumání je především neprůzvučnost stavebních konstrukcí a šíření kročejového zvuku. Tento článek se zabývá stavební akustikou v jejím obecném smyslu. Je o zvuku jako takovém, o jeho vnímání člověkem a o nejvyšších přípustných hodnotách. O neprůzvučnosti a o kročejovém zvuku může být speciálně pojednáno v některém z dalších článků.

Jedním ze zakladatelů akustiky v českých zemích byl profesor fyziky na Karlově univerzitě Čeněk Strouhal (1850 – 1922). Ve své knize Akustika (1) vydané v roce 1902 vymezuje pojem akustika a zvuk výhradně fyziologicky: „Akustika jest nauka o dojmech sluchových. Definicí touto jest stanoven rozsah akustiky v nejširším slova smyslu; náleží sem tudíž studium veškerých dojmů, jež zdravým orgánem sluchovým k vědomí našemu přicházejí a jež různí se, jak denní zkušenost ukazuje, v rozmanitosti nekonečné i dle kvality i dle kvantity; šelestění zvadlého listí jako hukot moře, řeč a zpěv lidí, hlasy zvířat, zvuky hudebních nástrojů nejméně zdařilých i nejvýše zdokonalených, a všechny ty jiné a jiné dojmy sluchové mohou býti předmětem vědeckého zkoumání.“

Naše dnešní definice zvuku je jednodušší a bohužel méně poetická: Zvuk je mechanické vlnění pružného prostředí, které je schopné u lidí vzbudit sluchový vjem. Zvuk je tedy podmnožinou mechanického vlnění, která je vymezena kmitočtem, intenzitou, ale také prostředím, ve kterém se vlnění šíří. Zvuk vnímáme ze vzduchu. Vnímání zvuku z kapalného prostředí (pod vodou) je sice možné, avšak nikoli při běžném pobytu v budově. S výjimkou kostního vedení zvuku, kterým vnímáme svůj vlastní hlas, je naprosto vyloučené vnímání zvuku z pevných látek. Proto nelze hovořit o šíření zvuku ve stavebních konstrukcích, kde se nanejvýš může jednat o šíření zvukových vln, nikoli zvuku. Vymezení zvuku kmitočtem a intenzitou je patrné z obrázku 1, kde jsou též uvedeny hodnoty amplitudy U (m) vlnění ve vzduchu o teplotě 0°C.

[caption id="attachment_8517" align="alignnone" width="800"] Obr. 1: Vymezení oblasti zvuku v závislosti na kmitočtu f (Hz) a intenzitě I (W·m^-2)[/caption]

Uvedené amplitudy jsou tak malé, že vylučují možnost jiného působení než vnímání sluchem. S výjimkou speciálních a od stavební akustiky relativně vzdálených oborů nemá smysl zvuk z jiných než fyziologických hledisek hodnotit. Je vyloučeno, že by zvuk mohl fyzicky poškodit stavební objekty či samotného člověka s výjimkou jeho sluchového orgánu. Navíc i k poškození sluchu dochází pouze výjimečně při velmi vysokých intenzitách (akustické trauma např. při výbuchu) nebo při dlouhodobém působení (zejména v pracovním prostředí). Případné škodlivé působení zvuku na zdraví je úzce spojeno s psychikou člověka, kdy postižený jedinec je nedobrovolně nucen vnímat zvuk, se kterým nesouhlasí, který narušuje jeho soukromí, může představovat překážku v práci nebo rušit jeho odpočinek. Zvuk ovlivňuje i sociální chování člověka. V hlučném prostředí lidé vykazují nižší vnímavost k situaci druhé osoby, nižší ohleduplnost, menší ochotu pomoci a nižší schopnost spolupracovat. Obyvatelé hlučných lokalit navazují méně sousedské styky. Zvuk ale není apriorně škodlivý, a proto vždy nežádoucí. Zvuk je přirozeným projevem životní aktivity. Sluchem přijímáme významnou část informací o vnějším světě. Zvuk je důležitým poplašným signálem, varuje před nebezpečím, je základem řeči, která nás odlišuje od zvířat, může vyvolat radost a ve formě hudby nám zprostředkovat vrcholné estetické zážitky (2). Nadbytek zvuku (v intenzitě i v délce působení), zejména ze zdrojů jejichž hlasitost nemůže jedinec ovlivnit, však může působit škodlivě. Takový nežádoucí zvuk se označuje jako hluk. Případné škodlivé účinky hluku souvisí s intenzitou zvuku a s obdrženou dávkou akustické energie v čase. Jako hluk bude vždy působit zvuk větší intenzity, zvuk přerušovaný nebo s výraznou dynamikou, s tónovými složkami, rázy a impulsy. Význam má i informační obsah zvuku, jeho schopnost poutat neúmyslnou pozornost, jakož i postoj (tolerující nebo odmítavý) jedince k danému zvuku a k jeho zdroji.

Ochranu proti hluku zajišťuje hygienická služba, která provádí preventivní i běžný dozor. Při preventivním dozoru požaduje v rámci stavebního řízení vypracování hlukových studií k projektu, které prokáží, že projektovaná investice nezpůsobí nadměrné zatížení uživatelů stavby i jejího okolí hlukem. Při uvádění staveb do trvalého užívání (kolaudaci) se požaduje prokázání dostatečné ochrany před hlukem měřením. Běžný dozor se provádí měřením často na základě stížnosti obyvatel na hluk.

Nejvyšší přípustné hodnoty (limity) hluku pro různá prostředí (pracoviště, obytná místnost, venkovní prostor) stanoví Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací (3). Limity nejsou fixní, ale v průběhu let dochází novelami nařízení k jejich postupné změně směrem k přísnějším nebo naopak mírnějším hodnotám. Citlivost sluchu u lidí zůstává během času v průměru stále stejná. Může však docházet ke změnám míry tolerance k působení hluku určitých zdrojů. Změny limitů ale hlavně reagují na ekonomický stav společnosti. Limity totiž nikdy nemohou ochránit všechny jedince včetně těch senzitivních, neboť jsou vždy stanoveny jako kompromis mezi snahou snížit hluk na nejmenší míru a mezi technickými a ekonomickými možnostmi nepřekročení limitu zajistit.

Vnímání a prožívání zvuku je specifický fyziologický a psychologický proces. Fyziologie vnáší do akustiky postupy, které se vymykají běžnému chápání fyziky a které jsou právě jen pro akustiku specifické. Při působení zvuku na člověka se uplatňuje více vlastností zvuku. Těmito vlastnostmi jsou: intenzita, kmitočet, čas, informační obsah zvuku a okolnosti jeho působení. Významná je i interindividuální citlivost na zvuk. Základní akustické veličiny, kritéria a přípustné limity hluku jsou proto definovány takovým způsobem, aby co nejlépe popisovaly účinek zvuku na člověka a jeho sluchový orgán právě z hlediska působení všech těchto vlivů.

Intenzita a akustický tlak

Mírou účinku vlnění a jím přenášeného zvuku je plošná hustota akustického výkonu zvaná akustická intenzita I (W.m^-2). Ta je úměrná druhé mocnině akustického tlaku p (Pa). Citlivost lidského sluchu při vnímání akustické intenzity není vždy stejná, ale s rostoucí intenzitou se snižuje. Při zvyšování akustické intenzity jako by sluchový orgán stále více ztrácel schopnost vnímat v plné hodnotě její další přírůstek. Výsledkem je logaritmická závislost mezi velikostí zvukového podnětu a velikostí sluchového vjemu, kterou objevil německý fyziolog Ernst Heinrich Weber (l795 – 1878) a kterou později zdůvodnil jiný německý badatel, zakladatel psychofyziky Gustav Theodor Fechner (1801 – 1887). Weber – Fechnerův psychofyzický zákon zní: Intenzita počitku je úměrná logaritmu podnětu. Tato vlastnost sluchu nám umožňuje vnímat i velmi slabé zvukové signály s vysokou citlivostí, zároveň nás chrání před zvukem vysoké intenzity a byla důvodem k zavedení logaritmické míry (decibelové stupnice) při kvantifikaci akustických veličin. Akustické veličiny se vyjadřují v hladinách. Hladina L_X (dB) je operátor, kterým se hodnota obecné veličiny X porovná s referenční hodnotou X_ref, jež je obvykle stanovena technickou normou. Podíl X/X_ref (–) je bezrozměrné číslo, které udává, kolikrát je hodnota X vyšší než hodnota X_ref referenční. Následně se tento podíl logaritmuje (dekadickým logaritmem) a násobí deseti.

Hladinové vyjádření množství nějaké veličiny tak není příliš vzdáleno procentům. Jednotkou hladiny je decibel (dB). Nejběžnější veličinou tohoto druhu je hladina akustického tlaku L (dB). V názvu této veličiny je ale zamlčeno, že se jedná o „druhou mocninu“ akustického tlaku p (Pa).

Kmitočet

Kmitočet f (Hz) zvuku je počet periodických změn akustického tlaku za sekundu. Subjektivně je vnímán jako výška tónu. Tónový zvuk obsahuje jen jeden kmitočet, kde průběh hodnot akustického tlaku v čase je harmonický, tj. má tvar funkce kosinus nebo sinus. Zvuk s tónovými složkami je našimi hygienickými předpisy hodnocen přísněji. Nejvyšší přípustné hodnoty takového zvuku jsou zpravidla o 5 dB nižší. Skutečné zvuky v prostředí jsou čistě tónové jen výjimečně. Průběh periodických změn akustického tlaku reálných zvuků je vždy složitější, než je průběh harmonický. Každý takový průběh je funkcí, kterou lze sestavit jako součet jistého počtu harmonických průběhů s různými amplitudami a vlnovými délkami. Rozklad funkce na její harmonické složky je spojen se jménem francouzského matematika a fyzika Jean-Baptiste Joseph Fouriera (1768 – 1830). Technická akustika však podrobnou analýzu kmitočtů nahrazuje jednodušší představou akustického spektra. Akustickým spektrem se rozumí soustava hodnot sledované akustické veličiny (např. hladiny akustického tlaku) uváděná v závislosti na kmitočtu. Uvádí se ve formě grafu nebo tabulky. Při výpočtech ve stavební akustice se často používá oktávové spektrum v rozsahu 125 až 4000 Hz. Oktáva je interval mezi dvěma kmitočty, kde druhý kmitočet je dvojnásobkem prvního. Střední kmitočty oktávových pásem udává tabulka 1.

Při popisu zvuku a jeho účinku na člověka je třeba se vyrovnat se skutečností, že zvuk o různých kmitočtech je lidským sluchem vnímán s nestejnou citlivostí. Při vnímání zvuku tak dochází ke zkreslení, jehož charakter navíc závisí na velikosti akustického tlaku přijímaného zvuku. Lidský sluch je nejvíce citlivý v oblasti okolo 1000 Hz, což v podstatě odpovídá kmitočtovému obsahu lidské řeči. Relativně dobrým přiblížením k těmto vlastnostem sluchového orgánu bylo zavedení váhové funkce „A“, která v souladu s citlivostí lidského sluchu upravuje citlivost zvukoměru. Zvukoměr měří hladinu akustického tlaku současně v jednotlivých kmitočtových pásmech. Ke každé změřené hodnotě přičte hodnotu váhové funkce K_A (dB) a teprve takto upravené hodnoty sečte. V takovém součtu je vliv některých kmitočtů potlačen, jiných zesílen. Každé pásmo má tak jinou závažnost (váhu) podle přidělených hodnot váhové funkce. Takto vzniklá veličina je označována symbolem L_A (dB) a nazývá se hladina akustického tlaku A. Jednotkou je opět decibel (dB). Hodnoty váhové funkce jsou dány normou a jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1: Střední kmitočty oktávových pásem a hodnoty váhové funkce A

S váhovou funkcí A je nutno pracovat i ve výpočtech. Hladina akustického tlaku A se vypočte podle vztahu

Čas

Jestliže hladina akustického tlaku mění v čase svou hodnotu, je to subjektivně vnímáno jako změna hlasitosti nebo „síly“ zvuku. Sledováním takových změn se zabývá hladinová analýza. Málokterý zvuk lze charakterizovat jako ustálený (kolísající v čase v rozsahu menším než 5 dB). Většina zvuků, kterými jsme obklopeni, jsou zvuky proměnné. Zvláštním druhem proměnného zvuku je zvuk impulsní (údery kladivem, třesk střelných zbraní apod.). Impulsní zvuk lze obtížněji tolerovat. Proto je našimi hygienickými předpisy přísněji hodnocen. Nejvyšší přípustné hodnoty impulsního zvuku jsou zpravidla o 5 dB nižší. Při působení zvuku na zdraví má rozhodující vliv celková suma akustické energie, které je člověk dlouhodobě vystaven. Proto se proměnný zvuk hodnotí veličinou, která je označována symbolem L_Aeq (dB) a nazývá se ekvivalentní hladina akustického tlaku A. Tato veličina se vztahuje vždy jen k určitému časovému intervalu (např. 8 hodin pracovní doby) a je definována jako hladina akustického tlaku zvuku ustáleného, který by měl v daném časovém intervalu energetický obsah stejný jako daný zvuk proměnný. Ekvivalentní hladina akustického tlaku A se vypočte podle vztahu

kde n je počet dílčích intervalů. V i-tém intervalu délky t_i (sekund, minut, hodin) působila hladina L_Ai (dB).

Informační obsah zvuku

Míra rušení zvukem nezávisí jen na fyzikálních parametrech zvuku, ale je ovlivněna i postojem lidí k danému zvuku a jeho zdroji. Uživatelé budov všeobecně více tolerují hluk přicházející do budovy zvenčí ve srovnání s hlukem vznikajícím v budově. Více je tolerován hluk ze zdrojů, které jsou obecně považovány za neutišitelné, a ze zdrojů, u kterých lze obtížně určit konkrétního původce hluku (např. silniční doprava). Naopak se lze setkat se stížnostmi i na hluboce podlimitní hluk působený jinými uživateli budovy. Menší rozmrzelost způsobí zvuk, o němž je předem známo, že bude trvat jen určitou vymezenou dobu, resp. vymezený počet opakování. Hůře je tolerován hluk v noční době oproti době denní. Okolnosti působení zvuku se při hodnocení uplatňují tím způsobem, že jsou stanoveny odlišné limity hluku pro různá prostředí, různou dobu a různé zdroje. Tak existují rozdílné limity pro pracovní prostředí, pro hluk ve venkovním prostoru a hluk uvnitř budov, kde se jiným způsobem hodnotí hluk ze zdrojů umístěných vně a uvnitř budovy. Hluk ze stavební činnosti působí vždy dočasně, a proto se také hodnotí odlišně. Základní hladina pro hodnocení hluku v pracovním prostředí je L_Z = 50 dB. V mimopracovním prostředí je základní hladina pro venkovní chráněný prostor L_Z = 50 dB a pro chráněný vnitřní prostor budov L_Z = 40 dB. Dalšího členění limitů je dosaženo pomocí korekcí základní limitní hladiny. Tyto korekce jsou stanoveny v závislosti na druhu vykonávané práce, charakteru území, způsobu využití místností v budově, denní době a podobně. (3).

Nejvyšší přípustné hodnoty

Zásady ochrany proti hluku jsou zakotveny v zákoně č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví (4). Nejvyšší přípustné hodnoty hluku stanoví Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací ve znění Nařízení vlády č. 217/2016 Sb. (3). Při hodnocení hluku v pracovním prostředí je důležitý limit L_Aeq = 85 dB. Tato hodnota se vztahuje k časovému intervalu v délce trvání pracovní směny a je-li překročena, pak se jedná o pracoviště rizikové z hlediska hluku. Po dlouhodobé (dlouholeté) expozici hlukem na takovém pracovišti může dojít ke vzniku a vývoji trvalé sluchové ztráty. Při uvádění takových pracovišť do provozu musí být věrohodně doloženo, že nelze použít jiné řešení, které by zajistilo dostatečnou ochranu pracovníků před hlukem. Pracovníci na rizikových pracovištích podléhají zvláštnímu režimu, který zahrnuje používáni osobních ochranných pomůcek proti hluku, snížení expozice hlukem zařazením tichých přestávek nebo vystřídáním pracovníků na hlučném místě a pravidelné lékařské prohlídky, při kterých se audiometrickým vyšetřením včas rozpozná vznikající sluchová ztráta, což musí mít za následek přeřazení pracovníka na tiché pracoviště.

Při hodnocení hluku v mimopracovním prostředí se odděleně hodnotí hluk vně nebo uvnitř budov a také odděleně hluk dopravy nebo hluk stacionárních zdrojů. U dopravy se L_Aeq (dB) stanoví z celé denní doby (6,00 až 22,00 hod) a z celé noční doby (22,00 až 6,00 hod), zatímco u stacionárních zdrojů je interval sledování hluku omezen na 8 nejhlučnějších za sebou jdoucích hodin v denní době a na jednu nejhlučnější hodinu v době noční. Je-li zdroj zvuku uvnitř budovy, pak hodnocenou veličinou není L_Aeq (dB), ale maximální dosažená hladina L_Amax (dB), čímž je takový hluk hodnocen přísněji oproti zdrojům, které působí mimo budovu. U hluku z dopravy nejvyšší přípustná hodnota L_Aeq (dB) závisí na kategorii komunikace. Pro noční dobu je limit snížen o 10 dB oproti denní době s výjimkou hluku železnice, kde toto snížení činí jen 5 dB. Podrobně je toto vše uvedeno v běžně dostupném nařízení (3).

Interindividuální citlivost

V procesu vnímání zvuku existují značné interindividuální rozdíly. Nejde jen o rozdílnou citlivost sluchu u různých jedinců. Ta se snižuje s věkem, v důsledku chorob nebo nadměrné expozice hlukem v pracovním prostředí. Rozdíly jsou i v prožívání hlukové situace. Nejobecnější odpovědí na překročení přípustných hodnot hluku je rozmrzelost. Jde o psychický stav, který vzniká při mimovolném vnímání nepříznivých vlivů nebo při podřizování se okolnostem, ke kterým má jedinec zamítavý postoj, protože narušují jeho soukromí, mohou představovat překážku při vykonávání práce nebo ovlivňovat jeho odpočinek. Na tyto vlivy jedinec reaguje pocity odporu, podrážděnosti, stresu a v některých případech až psychosomatickými poruchami. Zatímco rozmrzelost lze považovat za specifickou aktuální reakci na konkrétní hlukovou situaci, existuje u každého člověka určitý osobní postoj k rušivému působení hluku, určitý stupeň senzitivity, což je osobnostní charakteristika, která má dlouhodobější, resp. celoživotní trvání (5).

Velké interindividuální rozdíly ve vnímání a prožívání hluku jsou příčinou toho, že se často setkáme se situací, kdy hlukem postižená osoba v konkrétních podmínkách nepotvrzuje platnost bezpečných limitů, které byly stanoveny na základě statistického vyhodnocení rozsáhlého výzkumu. Pro hluk je totiž charakteristické, že se z exponované populace vydělují skupiny osob velmi citlivých a velmi odolných, jejichž reakce stojí jakoby mimo kvantitativní závislosti (viz obr. 2).

[caption id="attachment_8516" align="alignnone" width="800"] Obr. 2: Vztahy mezi intenzitou podnětu a odpovědí. Typ reakce A není pro zvuk typický. Setkáváme se s typem reakce B, kdy v populaci nalézáme skupinu velmi citlivých, a naopak skupinu relativně velmi odolných jedinců. Podle prof. Havránka (2).[/caption]

Tato skutečnost komplikuje možnost odpovědného stanovení nejvyšších přípustných hodnot. Jestliže bychom od nejvyššího přípustného limitu požadovali bezpečnou ochranu celé populace včetně její senzitivní části, pak bychom se zcela jistě v konkrétních případech setkávali s nepřekonatelnými potížemi, jak takový limit zajistit. Například zatím není možné zcela vyloučit riziková pracoviště s hodnotou L_Aeq = 85 dB a vyšší. Smyslem povinných pravidelných audiometrických vyšetření pracovníků v riziku je však odhalit senzitivní jedince dříve, než dojde k nevratnému poškození jejich sluchu, a přeřadit je na tiché pracoviště. Naopak rezistentní jedinci mohou bez jakékoli újmy setrvat na hlučném pracovišti celá léta. Bez nejvyšších přípustných hodnot se ale nelze obejít. Je však třeba je chápat jako nezbytnou konvenci, která s přijatelnou pravděpodobností vyjadřuje statistickou závislost skutečné odpovědi lidí na konkrétní zvuk.

Účelem návrhu opatření proti hluku proto není jen nepřekročit stanovené limity, ale v souladu s technickými a ekonomickými podmínkami daného řešení zajistit co nejlepší ochranu uživatelů budov a venkovního prostoru před nepříznivými účinky zvuku, která pak bude podle možnosti chránit i senzitivní část populace. Námitka nedostatku prostředků neobstojí, protože nejúčinnějšími prostředky ochrany nemusejí být vždy jen ta opatření, která jsou nejdražší. Řešení je vždy výsledkem kolektivní práce projektanta, hygienika a ve složitějších případech i specialisty akustika a musí přijatelným způsobem vyvážit technické a ekonomické možnosti na jedné straně a požadavky ochrany zdraví a pohody života na straně druhé.

Literatura

1. Strouhal, Č: Akustika, Jednota českých matematiků, Praha 1902
2. Havránek J. a kol.: Hluk a zdraví, Avicenum, Praha 1990
3. Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací ve znění Nařízení vlády č. 217/2016 Sb.
4. Zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví
5. Jelínková, Z., Picek, M: Perception of Noise in the Living Environment, Activ. nerv. sup, 25, 1983, č. 3, s. 171–173