Z jakich metod i urządzeń korzysta się przy profesjonalnych pomiarach drgań budynków?

Pomiary drgań budynków oraz późniejsza analiza zebranych danych pozwalają ustalić, czy wibracje nie przekraczają dopuszczalnych wartości określonych w normach. Uzyskane wyniki stanowią podstawę do podjęcia odpowiednich działań zapobiegawczych. Prowadzenie profesjonalnych pomiarów drgań wymaga stosowania się do norm oraz wykorzystania odpowiednich metod i urządzeń.

Polskie normy w zakresie badań wpływu drgań na budynki

Profesjonalne pomiary drgań budynków przeprowadza się zgodnie z dwiema normami: PN-B-02170 „Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki” i PN-B-02171 „Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach”. Pierwsza z norm określa metody oceny wpływu drgań przekazywanych przez podłoże na budynki i umieszczone w nich urządzenia. Można ją przeprowadzić w sposób pełny lub przybliżony – z zastosowaniem skali SWD-I i SWD-II. Jeżeli analizowany budynek nie spełnia warunków normowych do oceny podanymi skalami, wykonuje się analizy numeryczne MES.

Druga z norm określa metody oceny wpływu drgań na ludzi przebywających w budynkach i odbierających je w sposób bierny, a także kryteria zapewnienia tym ludziom niezbędnego komfortu wibracyjnego. Istnieją dwa sposoby jej przeprowadzenia: poprzez ocenę skorygowanej wartości skutecznej prędkości lub przyspieszenia drgań albo ocenę wartości skutecznej parametru drgań w pasmach tercjowych. Ocenę wykonuje się przez porównanie zmierzonej wartości skorygowanej prędkości lub przyspieszenia dla analizowanego kierunku odbioru wibracji z odpowiednią wartością dopuszczalną dla tego kierunku.

Urządzenia i programy do pomiarów i analizy drgań

Do pozyskiwania danych w zakresie drgań stosuje się systemy akwizycji danych. Przykładem takiego urządzenia jest rejestrator Simcenter Scadas RS, który wykorzystywany jest na przykład przez laboratorium pomiarów drgań budynków FORT LAB. Pozwala on na pomiar danych w terenie bez względu na warunki zewnętrzne. Do pomiaru drgań niezbędne są także akcelerometry, które zapewniają możliwość mierzenia i analizowania przyspieszenia liniowego i kątowego. Najczęściej wykorzystywane są akcelerometry piezoelektryczne, w których masa pod wpływem przyspieszenia naciska na kryształ piezoelektryczny lub odkształca element, do którego przyklejony jest piezoelektryk.

Jeśli chodzi o analizę i filtrację pozyskanych danych, przeprowadza się ją zwykle przy pomocy odpowiednich skryptów, pisanych na przykład w języku Python. Na rynku dostępne są także analizatory, które przeprowadzają od razu analizę drgań oraz podają gotowe wyniki. Obliczenia dynamiczne wykonuje się z kolei z zastosowaniem programów wykorzystujących metodę elementów skończonych, takich jak LIRA 10, Autodesk Robot Structural Analysis Professional czy Midas GTS NX.