Støyspektra fra veitrafikk: Gir glattede standardspektra et riktig bilde?

Etter flere års arbeid med veistøy har det blitt registrert fellestrekk i ulike veitrafikkstøyspekter. Alle veitrafikkstøyspekter har en frekvenstopp ved lave frekvenser som ligger mellom 50-100 Hz. Deretter følger en bunn i frekvensspekteret mellom omtrent 100-500 Hz før det kommer en ny frekvenstopp ved 1 kHz som forårsakes av dekkstøy. Målet med oppgaven er å finne årsaken til frekvenstoppen mellom 50-100 Hz, samt å se på om frekvenstoppen har stor innflytelse på innendørs støynivå beregnet med entallskarakteristikk. For å finne årsaken til frekvenstoppen ved lave frekvenser er det sett på 2 hypoteser. Den første hypotesen foreslår interferens mellom direkte lyd og første refleksjon fra bakken som årsak til frekvenstoppen. Den andre hypotesen forslår motorstøy som årsak til frekvenstoppen og at motorens grunntone gir senterfrekvensen til frekvenstoppen. Beregningene benyttet for å teste Hypotese 1 viser at den kan forkastes siden resultatene ikke samsvarer med virkeligheten. Hypotese 2 støttes opp om informasjon om motorer og ligningen som gir grunntonen til motoren. f0=((opm/2)*x)/60 f0 angir grunntonen, opm er turtallet på motoren i omdreininger per minutt og x er antall sylindere. Undersøkelser av 25 målte veitrafikkstøyspekter for hastigheter over 50 km/t viser at alle støyspektrene har en frekvenstopp med senterfrekvens i 63 Hz- eller i 80 Hz-oktavbåndet. Som en direkte følge av ligningen som angir grunntonen til motoren er det gjort undersøkelser både av hastigheter ved målestedene og av hva som er den mest vanlige motoren i Norge i dag. Undersøkelsene viser at det er en dominans av lette kjøretøy med firesylindret bensinmotor som vil ha turtall i området 2000-2500 opm ved vanlig kjøring. Det er en betydelig andel kjøretøy med dieselmotor i Norge. Dieselmotorer har turtallsområde som ligger rundt 1500-2000 opm ved vanlig kjøring. Bidraget fra dieselmotorene fører til at noen veitrafikkstøyspekter har en bredere frekvenstopp. Tunge kjøretøy med dieselmotor har 6 eller 8 sylindere og har også et turtallsområde rundt 1500-2000 opm ved vanlig kjøring. Da vil grunntonen ifølge ligningen ligge fra omtrent 80 Hz og oppover. Dieselmotorer med 4, 6 eller 8 sylindere vil bidra til at frekvenstoppen er bredere enn dersom det bare hadde vært bensinmotorer med 4 sylindere på veien. Markerte frekvenstopper kan oppstå ved at frisiktslinjen mellom kilde og mottaker er skjermet. Når frisiktslinjen er skjermet kan det oppstå demping helt ned til 80 Hz og da vil dempingen få frekvenstoppen til å se smalere ut enn den egentlig er. Toppen ved lave frekvenser og toppen ved 1 kHz har klart definerte kilder og vil ha et høyere lydtrykksnivå enn generell støy og vil derfor naturlig danne en bunn i spekteret mellom seg. Det er utført sanntids FFT-analyse av lydfiler tatt opp under måling av veitrafikkstøyspekter. Analysen viser at grunntonen til en motor som øker turtallet er opphav til en frekvenstopp som flytter seg oppover i frekvens med økende turtall. Dette anses som et direkte bevis på Hypotese 2. Det er utført 2 feltmålinger for å undersøke om det er mulig å forutsi hvordan veitrafikkstøyspekteret vil se ut for et gitt målested. Feltmålingene viser at ved hjelp av ligningen som angir grunntonen, informasjon om målestedet som hastighet og veitype og empiri kan det med rimelig nøyaktighet forutsies hvordan veitrafikkstøyspekteret vil se ut for et gitt målested. Det er utført entallskarakteristikkberegninger med reelle veitrafikkstøyspekter og glattede standardspekter fra Byggforsk Håndbok 47 [Homb et al., 1999] for å se om standardspektrene gir et godt nok bilde av virkeligheten. Det er ikke benyttet reduksjonstall for konstruksjoner i beregningene, men i stedet er det brukt 5 reelle nivådifferansespekter og et midlet nivådifferansespekter for å beregne entallskarakteristikkene. Beregningene viser at det er neglisjerbare avvik mellom reelle veitrafikkstøyspekter og standardspektrene når entallskarakteristikken beregnes med et midlet nivådifferansespekter. Når entallskarakteristikken beregnes med reelle nivådifferansespekter kan det oppstå avvik opptil 5 dBA når reelle veitrafikkstøyspekter og standardspekter sammenlignes. Dette viser at det er viktig å være kritisk til beregninger med glattede standardspekter. Ved å samle inn mer data om veitrafikkstøy under 50 km/t og over 90 km/t vil ligningen for grunntonen og empiri kunne brukes med større nøyaktighet for å forutsi formen på veitrafikkstøyspekteret