Hluk a vibrace (FSI-IHV)

Akademický rok 2021/2022
Garant: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit posluchače s otázkami, které se vyskytují při řešení problémů spojených s nadměrným hlukem a vibracemi tak, aby byli schopni monitorovat akustické pole a vibrace, měřit příslušné fyzikální veličiny a s využitím teoretických vztahů navrhnout snížení jejich úrovně. Získat základní přehled o platné legislativě v oblasti měření hluku a vibrací a platných limitech.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost základních fyzikálních veličin používaných v hodnocení hlukových situací a vibrací v pracovním i mimopracovním prostředí. Základní přehled o normách a předpisech týkajících se měření a hodnocení hluku a vibrací. Základní informace o postupech vedoucích ke snižování hluku a vibrací.
Prerekvizity:
Kmitavý pohyb. Harmonický oscilátor. Skládání harmonických kmitů.
Vlnění. Harmonická vlna rovinná a kulová. Lineárně polarizované vlny. Superpozice a interference vlnění.
Obsah předmětu (anotace):
Vznik a šíření zvuku ve volném a uzavřeném prostoru, jeho monitorování a snižování v životním a pracovním prostředí. Vznik vibrací, snímače a měřicí přístroje, vliv vibrací na člověka, metody snižování vibrací. Legislativa pro měření a hodnocení hluku a vibrací. Ověření získaných znalostí měřením s využitím běžně dostupné měřicí techniky.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: absolvování zadaných úloh laboratorního cvičení, odevzdání protokolů o měření.
Zkouška: Prověřuje znalosti zákonů akustiky a jejich aplikace. Zkouška je písemná (teorie a řešený příklad), případně ústní.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast v laboratorním cvičení dle rozvrhu je kontrolována vyučujícím. Náhradu zmeškané výuky stanoví vyučující, zpravidla formou náhradního termínu cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Úvod. Hluk a vibrace jako znečišťující faktor pracovního a mimopracovního prostředí. Zdravotní aspekty. Hlavní zdroje hluku a vibrací v pracovním a mimopracovním prostředí. Principy vzniku hluku a vibrací. Cíl protihlukových a antivibračních opatření.
Základní pojmy a veličiny pro měření zvuku. Zvuk a jeho vlastnosti. Akustické pole, vlnová délka, vlnoplocha, vlnová rovnice, rychlost šíření zvuku. Základní veličiny akustického pole (akustická výchylka, akustická rychlost, akustický tlak). Špičkové, střední a efektivní hodnoty. Energetické veličiny akustického pole (akustický výkon, intenzita zvuku, hustota akustické energie). Hladiny v akustice a decibelová stupnice. Hladina více zdrojů hluku.
Analýza zvuku a akustická spektra. Druhy spekter akustických signálů. Kmitočtová a pásmová analýza zvuku (oktávové a 1/3 oktávové pásmo). Digitální metody pro analýzu spekter. Praktické využití FFT pro kmitočtovou analýzu.
Šíření zvuku. Šíření zvuku ve volném prostoru. Útlum zvuku v reálné atmosféře. Šíření zvuku konstrukcemi. Tlumení zvukové vlny šířící se konstrukcí. Šíření zvuku v uzavřeném prostoru. Akustické pole přímých a odražených vln. Statistické řešení akustického pole. Zákon zachování energie. Doba dozvuku. Difúzní pole.
Subjektivní vnímání zvuku a objektivizované měření. Základní poznatky o vnímání zvuku (křivky stejné hlasitosti). Hlukové emise a imise. Hluková kritéria při hygienickém hodnocení hluku. Váhové křivky a váhové filtry, ekvivalentní hladina akustického tlaku A.
Přístroje a prostory pro měření hluku. Zvukoměry. Kmitočtové analyzátory. Mikrofony. Intenzitní sondy. Kalibrace. Speciální prostory pro měření. Uvádění výsledků měření zvukoměrem (dynamická charakteristika S, F, I, kmitočtové hodnocení lin, A, okt, 1/3 okt).
Měřicí metody pro technická měření. Měření emisních hladin akustického tlaku a měření akustického výkonu strojů a zařízení. Měření zvukově izolačních vlastností konstrukcí. Měření zvukově pohltivých vlastností konstrukcí.
Měřicí metody pro hygienická měření. Měření hluku v pracovním prostředí (pracovní místa, pracovní prostředí, kategorizace prací). Měření hluku v mimopracovním prostředí (chráněný vnitřní a venkovní prostor staveb, chráněný venkovní prostor). Hluk pozadí. Akustické studie.
Prostředky snižování hluku. Metody snižování hluku. Snižování hluku v chráněném prostoru. Pohltivé konstrukce. Zvukově izolační konstrukce. Osobní ochranné protihlukové prostředky.
Legislativní předpisy a hygienické limity hluku. Zákon o ochraně veřejného zdraví, Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Směrnice EU.
Základní pojmy a veličiny pro měření vibrací. Výchylka, rychlost, zrychlení vibrací. Druhy vibrací, mechanické rázy a otřesy, přenosový a stykový útlum, spektrální hustota, dávka vibrací.
Přístroje pro měření vibrací. Snímače chvění. Kalibrace. Druhy snímačů, technika připevnění. Uvádění výsledků (1/3 okt a FFT analýza).
Měřicí metody pro technická měření. Měření mechanického kmitání strojů a zařízení. Vibrační zkoušení, strukturální analýza, diagnostika a sledování provozního stavu strojů. Přenos vibrací ze zdrojů hluku na stavební konstrukce.
Měřicí metody pro hygienická měření. Měření vlivu chvění na člověka.
Prostředky snižování vibrací. Antivibrační prostředky a metody snižování vibrací.
Legislativní předpisy a hygienické limity vibrací. Přehled norem a legislativních předpisů. Nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Směrnice EU.
    Laboratorní cvičení Měření hluku z dopravy.
Měření akustického výkonu zdroje hluku.
Měření zvukově izolačních vlastností konstrukce.
Analýza mechanického kmitání motoru v závislosti na provozních otáčkách.
Měření vlivu tlumící podložky na přenos mechanického kmitání ze zdroje hluku na instalační podložku.
Literatura - základní:
3. Ver, I.L, Beranek, L.L.: Noise and Vibration Control Engineering: Principles and Applications, 2nd Edition. McGraw-Hill, Inc., 2005. ISBN: 978-0-471-44942-3
4. NOVÝ, Richard. Hluk a chvění. 3.vyd. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2009, 389 s. ISBN 80-01-04347-9.
5. NOVÝ, Richard. Ventilátory. Vyd. 3., přeprac. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 2007, 104 s. ISBN 978-80-01-03758-4.
7. BHATIA, A. Overview of Noise Control and HVAC Acoustic in Buildings. Vibrationdata [online]. [2012] [cit. 2014-04-11]. Dostupné z: http://www.vibrationdata.com/tutorials2/m206content.pdf
8. MIŠUN, V. Vibrace a hluk. Brno : Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2005. ISBN 80-214-3060-5.
9. SZÉKYOVÁ, Marta, Karol FERSTL, Richard NOVÝ. Větrání a klimatizace. Bratislava: JAGA GROUP, s.r.o., 2006. 359 s. ISBN 80-8076-037-3.
Literatura - doporučená:
1. VAŇKOVÁ, Marie a kolektiv. Hluk, vibrace a ionizující záření v životním a pracovním prostředí část I. 1.vyd. Brno: PC-DIR, spol. s.r.o., 1995. 140 s. ISBN 80-214-0695-X.
2. VAŇKOVÁ, Marie a kolektiv. Hluk, vibrace a ionizující záření v životním a pracovním prostředí část II. 1.vyd. Brno: PC-DIR, spol. s.r.o., 1996. 161 s. ISBN 80-214-0818-9.
3. SMETANA, Ctirad, et al. Hluk a vibrace: Měření a hodnocení. 1. Vydání. Praha 1: Sdělovací technika, 1998. 188 s. ISBN 80-901936-2-5.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ETI-P prezenční studium TEP Technika prostředí -- zá,zk 4 Povinný 2 2 Z