Norma PN-B 02170:2016-12 – kluczowa dla oceny wpływu drgań na budynki
Drgania mechaniczne, często nazywane wibracjami, są nieuniknionym elementem w życiu codziennym. Większości z nich nie jesteśmy świadomi, ale niektóre są wyraźnie odczuwalne, do tego stopnia, że stają się uciążliwe, a nawet niebezpieczne.
Fot. Badania drgań są wykorzystane do zabezpieczenia budynków
W polskim prawodawstwie istnieją normy, które ściśle określają zakres, w jakim wibracje mogą na nas oddziaływać. Dotyczy to zarówno wpływu na budynek, jak i na ludzi w nim przebywających. Niniejszy artykuł jest próbą przedstawienia krótkich informacji na temat oceny wpływu drgań na budynki, przybliżając nieco ten temat.
System pomiarowy Bartec Instruments MR3003TR
Zakres normy PN-B 02170:2016-12
Norma PN-B 02170:2016-12:2016-12 dotyczy oceny szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki. Określone zostały kryteria oceny wpływu drgań na budynki oraz urządzenia w nich umieszczone, które są wywołane działaniami zależnymi bezpośrednio lub pośrednio od człowieka.
Norma uwzględnia drgania, które mogą pochodzić zarówno z wewnątrz budynku (od urządzeń na oddzielnych fundamentach), jak i spoza niego, w odległości stałej lub zmiennej w czasie. Jej celem jest określenie parametrów opisujących te drgania, niezależnie od sposobu propagacji w podłożu od źródła drgań do budynku.
Oprogramowanie SCS Syscom Cloud Software
Zastosowanie normy w diagnostyce i projektowaniu budynków
PN-B 02170:2016-12 znajduje zastosowanie w diagnostyce dotyczącej oceny wpływu drgań na istniejące budynki i urządzenia umieszczone w budynkach, pochodzących z eksploatowanych lub projektowanych źródeł drgań. Ponadto, jest stosowana w procesie projektowania budynków, które znajdą się w obszarze potencjalnego oddziaływania drgań.
W praktyce, norma ta ma zastosowanie przy badaniach drgań, w celu oceny ich wpływu na budynki i podejmowania odpowiednich działań projektowych lub diagnostycznych w zakresie redukcji szkodliwości drgań na budynki i urządzenia w nich umieszczone.
Analiza sygnału w oprogramowaniu SCS Cloud wg polskiej normy
Ograniczenia i możliwości oceny przybliżonej i pełnej
W normie PN-B 02170:2016-12 przewidziane są dwa sposoby oceny zarejestrowanych drgań odziaływujących na budynek tzw. ocena pełna oraz ocena przybliżona z zastosowaniem skal SWD.
Najczęściej wykorzystywany jest przybliżony sposób oceny drgań oparty na stosowaniu skal wpływów dynamicznych SWD-I oraz SWD-II. Stosowanie oceny przybliżonej charakteryzuje się znacznie mniejszym stopniem skomplikowania, a co za tym idzie jest znacznie tańszym rozwiązaniem. Jednakże stosowanie tej metody ograniczone jest do budynków z elementów murowych (tzw. drobnowymiarowych) oraz budynków z wielkowymiarowych elementów prefabrykowanych (tzw. wielka płyta).
Wyniki przybliżonej oceny zgodnie z PN-B 02170:2016-12
Ponadto każda skala ma oddzielne wymagania do wymiarów i kształtu budynku, ściśle określając ich klasyfikacje. Stosując skale SWD zarejestrowane drgania przypisywane są do jednej z pięciu stref wpływu drgań na budynek, oddzielonych czterema liniami granicznymi, tym samym precyzyjnie określają możliwą szkodliwość drgań od pomijalnych w ocenie wpływu na budynek, kończąc na drganiach powodujących awarię budynku stanowiących zagrożenie bezpieczeństwa życia ludzkiego. Ten rodzaj oceny stosowany jest wyłącznie w celach diagnostycznych dla istniejących budynków
Wszystkich ograniczeń jakie są określone przy stosowaniu przybliżonej oceny szkodliwości drgań, pozbawiony jest sposób oceny pełnej, którą można stosować do dowolnego typu budynku. Wymaga ona od specjalisty przeprowadzenia pomiarów w celu określenia wymuszeń kinematycznych wymaganych do obliczeń sił bezwładności, które razem z siłami statycznymi stanowią obciążenie struktury budynku. Ponadto, należy opracować przestrzenny model budynku zbudowany według zasad metody elementów skończonych MES, zgodny z dokumentacją projektową. W ramach tej oceny sprawdza się zgodność nośności poszczególnych elementów konstrukcyjnych z normami budowlanymi. Zapewnienie odpowiednich parametrów wytrzymałościowych jest kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa budynku wobec oddziaływania drgań. Dlatego właściwe uwzględnienie tych kryteriów jest niezwykle istotne.
Model MES budynku do oceny pełnej
Ocena pełna pozwala na określenie szkodliwości drgań zarówno w przypadku diagnostyki istniejących budynków, jak i stosowana jest w procesie projektowania budowli, które znajdą się w obszarze potencjalnego oddziaływania drgań. Jednakże norma przewiduje możliwość pomijania wpływu drgań przekazywanych przez podłoże w obliczeniach dotyczących budynku w przypadku spełnienia kryterium maksymalnego ruchu poziomego podłoża w miejscu posadowienia budynku. Podana możliwość odnosi się do przeciętnych warunków geotechnicznych występujących na drodze propagacji od źródła drgań do budynku oraz do płaskiego ukształtowania terenu. Jednakże dodatkowo należy spełnić warunek lokalizacji budynku w stosunku do źródła drgań zachowując minimalna odległość, dla wszystkich przypadków opisanych w normie np. odległość 25 m od osi toru kolejowego lub 15 m od osi toru tramwajowego. Podany wyżej warunek pominięcia wpływu na konstrukcje budynku drgań przekazywanych przez podłoże nie może być jednak stosowany w opracowaniach diagnostycznych.
PN-B 02170:2016-12 pozwala również na sprawdzenie szkodliwości drgań na urządzenia umieszczone w budynku. Należy jednak podkreślić, że przede wszystkim należy kierować się kryteriami wartości dopuszczalnych drgań podanymi przez producenta bądź użytkownika urządzenia. Norma przewiduje jedynie ocenę na zasadach ogólnych wówczas, gdy parametry dopuszczalne nie są zdefiniowane. Urządzenia podzielono na dwie grupy: pierwsza dotyczy maszyn i urządzeń mechanicznych, druga urządzeń precyzyjnych. Urządzenia mechaniczne zostały podzielone na pięć klas wrażliwości o zróżnicowanych poziomach dopuszczalnych. Pomiarów dokonuje się przy unieruchomionym urządzeniu w poziomie podstawy. Drgania uznaje się za szkodliwe w przypadku przekroczenia wartości dopuszczalnej w danej klasie wrażliwości dla jednego kierunku pomiarowego podstawy.
Wymogi i kryteria dla stosowania normy PN-B 02170:2016-12
Niezwykle istotnym elementem przy stosowaniu normy PN-B 02170 jest prawidłowe usytuowanie punktów pomiarowych. I tak na przykład dla prac diagnostycznych związanych ze stosowaniem skal SWD, punkt pomiarowy winien zostać umieszczony od strony źródła drgań, w sztywnym węźle konstrukcji (np. przecięcie dwóch ścian nośnych) znajdującym się na fundamencie budynku albo w sztywnym węźle na ścianie kondygnacji podziemnej w poziomie otaczającego terenu. Umieszczanie czujników w miejscach niereprezentatywnych do pozyskiwania danych o wymuszeniu oddziaływującym na budynek, jest jednym z częstych błędów popełniaych przy pomiarach drgań. Stąd również wymaganie by w zespole badawczym był inżynier budownictwa który poprawnie wskaże miejsce montażu czujnika.
System pomiarowy „red boxes” – Bartec Instruments
Wykonywanie pomiarów zgodnie z PN-B 02170:2016-12 wymaga doboru aparatury pomiarowej o zdefiniowanych parametrach użytkowych. Tym samym spełnienie minimalnych wymagań co do czułości przetworników czy niepewności całego toru pomiarowego pozwala na uzyskanie wiarygodnych danych do analizy.
Dlaczego warto wybrać KOMES?
Działamy szybko i cenimy Twój czas. Dotrzymujemy terminów realizacji, a wysokiej jakości praca zostanie dostarczona w terminie. Prace realizowane są przez doświadczony zespół inżynierów, a osoby realizujące pomiary posiadają niezbędną wiedzę, przeszkolenie oraz certyfikaty. Wykonujemy ocenę normową przybliżoną jak i pełną, bo wykonanie obliczeń MES jest naszą codziennością. To nas wyróżnia wśród innych podmiotów na rynku.
KOMES posiada certyfikat ISO wydany przez DNV w zakresie realizacji obliczeń wytrzymałościowych MES, pomiarów tensometrycznych oraz pomiarów drgań oraz wibracji. Laboratorium Komes Sp. z o.o. posiada akredytację Polskiego Centrum Akredytacji o numerze AB1873, o zakresie pozwalającym na badania przyśpieszeń i prędkości drgań zgodnie z normą PN-B 02170:2016-12. Jest to dowodem na nasze zaangażowanie w utrzymanie najwyższych standardów jakości oraz gwarancją bezpieczeństwa dla inwestora.
KOMES sp. z o.o.
Na Grobli 34. 50-421 Wrocław
e-mail: biuro@komes.pl, e-mail: zapytanie@komes.pl
