Projekti / Programi
Zmanjševanje hrupa in njegovega vpliva na ljudi
01. januar 2013
- 31. december 2016
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.03.04 |
Tehnika |
Energetika |
Energetski postroji |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T210 |
Tehnološke vede |
Strojništvo, hidravlika, vakuumska tehnologija, vibracije in akustično inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
Raziskovalci (12)
Organizacije (3)
Povzetek
Hrup je problem civilizacije. Čezmeren hrup povzroča poškodbo sluha in vrsto psihofizioloških motenj. Vpliva tudi na delovno učinkovitost. Hrup je tako problem varstva okolja in humanizacije delovnega mesta. Stroji in naprave so ob prometu glavni povzročitelji hrupa tako na delovnem mestu kot v naravnem in življenjskem okolju. Prehrupni stroji zmanjšujejo konkurenčno sposobnost izdelkov, zlasti na industrijsko razvitem trgu, zato je tihi izdelek najboljši prodajni argument. Zmanjševanje hrupa strojev in naprav ima tako velik pomen za gospodarski in družbeni razvoj, hkrati ima velik vpliv na izboljšanje konkurenčne sposobnosti gospodarstva, kakovost življenja in zdravja ljudi ter trajnostni razvoj. Da bi znali izdelati tihi stroj ali zmanjšati hrup obstoječega moramo znati vir hrupa identificirati, locirati, definirati in popisati tako v časovni kot v frekvenčni domeni. Za popis vira hrupa moramo znati vir hrupa okarakterizirati, to pomeni poznati njegovo zvočno moč, sliko sevanja in spekter ter časovni potek. Zakonodaja predpisuje obvezno zmanjšanje čezmernih ravni hrupa, praviloma na mestu izvora oz. pri viru. Da bi znali vir hrupa zmanjšati moramo poznati mehanizme nastajanja hrupa. Ti se razlikujejo pri različnih tipih strojev in naprav, ter pri različnih režimih obratovanja in se tako pogosto razlikujejo tudi s časom obratovanja. Kompleksni viri hrupa problem zakomplicirajo do skrajnosti, ko ni več mogoče preprosto ugotoviti kateri izmed njih je prevladujoči vir hrupa. Ko in če poznamo prevladujoče vire hrupa je problem kako zmanjšati hrup ne da bi kakorkoli spremenili karakteristike stroja za katere je bil namenjen. Pri zmanjševanju hrupa na mestu vira iščemo mehanizme, ki povzročajo nastanek hrupa in imajo največji vpliv na celotno raven hrupa. Programska skupina se primarno ukvarja prav z odkrivanjem in popisom mehanizmov nastajanja hrupa in implementacijo usvojenih znanj pri zmanjšanju hrupa obstoječih virov in pri razvoju novih izdelkov. Pri tem poseben poudarek dajemo mehanizmom nastajanja hrupa pri energetskih strojih (ventilatorjih, kompresorjih, črpalkah, turbinah in motorjih) in elektromotorjih, ki imajo značilen spekter hrupa s poudarjenimi toni v frekvenčni domeni. Pri tem veliko poudarka dajemo tudi mehanizmom nastajanja hrupa pri prehodnih režimih obratovanja pri turbinskih strojih, kot so tvorba zastojnih vrtincev in prečrpavanja, kavitacija itn. Poleg tega dajemo poudarek tudi impulznim virom hrupa (zaradi udarcev, pokov in eksplozij), z značilnim pikom v časovni domeni. Tudi zato, ker je pri učinkih impulznega hrupa čas restitucije do pet krat in več daljši kot pri izpostavljenosti kontinuiranemu hrupu ali npr. hrupu prometa. Impulzni hrup je deležen pozornosti tudi pri vrednotenju njegovega vpliva na poškodbo sluha in premik praga slišnosti pri delavcih v proizvodnji. Precej pozornosti posveča programska skupina tudi uporabi slišnega zvoka za monitoring procesov in pretočnih pojavov v procesni tehniki, pri vrednotenju tehnoloških postopkov (varjenja, rezanja in drugih obdelovalnih procesov) in kontroli kakovosti izdelka.
Pomen za razvoj znanosti
Pomen raziskav, ki jih opravlja programska skupina, za razvoj znanosti se kaže v številnih znanstvenih objavah v domačih in zlasti mednarodnih recenziranih revijah, ki se kaže tudi v preko 450 citatih celotne programske skupine objavljenih del v zadnjih 10 letih. Nekatera izmed objavljenih del so tudi predmet znanstvenih razprav in preverjanj v mednarodno priznanih laboratorijih in inštitutih, npr. vodje programske skupine, ki se nanaša na uporabo zvoka pri detekciji kavitacije v vodnih strojih (črpalkah in turbinah). Programska skupina je postala mednarodno prepoznavna in upoštevana, kar potrjujejo tudi številna vabljena predavanja na tujih univerzah, uvodna vabljena predavanja na mednarodnih konferencah, članstvo v mednarodnih strokovnih telesih in zaupanje za organizacijo večjih mednarodnih konferenc in poletnih šol na področju akustike, hrupa in vibracij, npr. EAA EUROREGIO 2010 kongres, ki je bil od 15. do 18. septembra 2010 (z več kot 400 udeležencev), z mednarodno poletno šolo, ki je bila od 13. do 18. septembra 2010 v Ljubljani in na kateri je 170-im udeležencem predavalo 25 vrhunskih profesorjev iz cele Evrope. Pri Raziskovalni skupini Tehnična akustika (FS) je prispevek za razvoj znanosti opazen predvsem na področju popisa mehanizmov nastajanja hrupa na področju energetskih turbinskih strojev (pojava kavitacije, pojav zastojnih vrtincev in prečrpavanja) in pri aktivnem dušenju hrupa. Poleg tega so opazni njeni prispevki k znanosti pri monitoringu pojava kavitacije v črpalkah (tudi na mestu obratovanja) in pri kontroli kvalitete zvarov z uporabo zvoka v slišnem delu spektra, ter pri kontroli postopka kaljenja pri toplotni obdelavi jekel z uporabo ultrazvoka. V okviru Raziskovalne skupine Razvojna področja (DOMEL) so prispevali k razvoju znanosti na področju razvoja okolju prijaznih izdelkov, s kompleksnimi raziskavami na področju sesalnih enot in elektromotorjev ter z uporabo lastnih metod in postopkov pri hitri optimizaciji novih izdelkov in njihovih izboljšav z vidika performans, hrupa in cene izdelave, kar je bistveno prispevalo k izboljšanju njihove odzivnosti na dinamične zahteve trga in s tem h konkurenčni sposobnosti na zahtevnih (razvitih) svetovnih trgih. V okviru Raziskovalne skupine Varstvo pri delu (ZVD) so k razvoju znanosti prispevali predvsem na področju rangiranja nekoherentnih virov hrupa in njihovega vpliva na totalno raven hrupa kompleksnih (multi) virov hrupa z meritvami na mestu emisije in imisije ter izdelavo ustreznega algoritma. Nadalje na področju vpliva impulznega (navadnega in visokoenergijskega) hrupa na ljudi (zlasti delavce v industrijskih obratih) in na področju ekstra auralnih učinkov hrupa pri ljudeh.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati raziskav programske skupine se sproti implementirajo v praksi na različnih ravneh. Med temi sta najbolj izpostavljena dva področja: 1. Implementacija raziskav na sesalni enoti za mokro sesanje in 2. Razvoj akustične kamere oz. akustičnega radarja. 1.1. Rezultati raziskav na razvoju sesalnih enot za mokro sesanje, ki so bile opravljene v okviru raziskovalne skupine Tehnična akustika, se sproti implementirajo v proizvodnem programu tovarne DOMEL iz Železnikov. V tem okviru je implementirana nova zasnova rotorja sesalne enote, katerega značilnost je trikotniška oblika pretočnih kanalov rotorja, ki se hkrati vrti bistveno hitreje kot njegova starejša izvedba. Ta rešitev je izboljšala energetske in zvočne karakteristike sesalne enote in hkrati zmanjšala dimenzije in težo enote. Zmanjšala se je tudi poraba materiala in stroški izdelave. Enota je bila že validirana in je trenutno v fazi prototipa. Ta bo po pričakovanjih v močni mednarodni konkurenci še povečal tržni delež, ki je trenutno že večji od 67 % na Evropskem trgu in večji od 40 % na svetovnem trgu. Večji tržni delež pomeni ne samo ohranjanje obstoječih temveč tudi ustvarjanje novih delovnih mest. 1.2. V okviru raziskovalne skupine Razvojnih področij (DOMEL) je bil razvit nov elektromotor z možnostjo vrtilnih frekvenc do 100.000 min , ki bodo koristno uporabljeni pri pogonu hitrih sesalnih enot nove generacija oz. enot malih dimenzij. 2.1. Implementacija rezultatov raziskav v okviru raziskovalne skupine Tehnična akustika področju razvoja akustične kamere, ki je bila že izdelana za tujega naročnika (glej točko 3. v prejšnjem poglavju in št. pog. 5/072-2013). Software nove akustične kamere ima določene prednosti v primerjavi z obstoječimi na trgu. Med drugim omogoča snemanje premičnih virov hrupa v realnem času. 2.2. Rezultati raziskav na področju razvoja akustične kamere so bili implementirani pri razvoju in izdelavi »Akustičnega radarja", ki omogoča snemanje virov hrupa v krogu 360 in je uporaben pri meritvah hrupa v okolju. Razvoj in izdelavo prototipov so podrprli tudi tuji partnerji (konzorcij iz Avstrije, Švice in Nemčije), (Pogodba št. 5/19-2014 iz leta 2014). Na podlagi raziskovalnega dela mladega raziskovalca Petra Šteblaja in doktoranta Primoža Liparja so bila pridobljena nova znanja (opisana pod točkama 2.1 in 2.2), na osnovi katerih sta se oba doktoranta odločila oditi na samostojno pot v industrijo. Vsak od njiju je odprl podjetje v katerem se novo pridobljeno znanje trži in razvija v njunih projektih s tujino.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
