Tehnička regulativa gradnje Zaštita od buke u zgradarstvu ZVUČNA IZOLACIJA PREGRADNIH ZIDOVA

Transcript

1 i 1998 TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU Graditeljski odjel Zagreb, Avenija V. Holjevca 15 STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA XIV. tečaj 8. i 9. veljače Tema: Tehnička regulativa gradnje Zaštita od buke u zgradarstvu ZVUČNA IZOLACIJA PREGRADNIH ZIDOVA dr. sc. Zoran Veršić, dipl.ing.arh. 1

2 Unutarnje pregrade (vertikalne - zidovi, horizontalne - stropovi) Zahtjevi za unutarnje pregrade ovise o namjeni i specifičnostima prostora koje pregrađuju: - zvučna zaštita, - toplinska zaštita, - zaštita od požara, - zaštita od zračenja i radijacije, - ostali zahtjevi (neprobojnost,...). 2

3 Zakon o prostornom uređenju i gradnji (NN 76/07) BITNI ZAHTJEVI ZA GRAĐEVINU Mehanička otpornost i stabilnost Zaštita od požara Higijena, zdravlje i zaštita okoliša Sigurnost u korištenju Zaštita od buke Ušteda energije i toplinska zaštita Građevina mora udovoljavati ovim zahtjevima u predviđenom roku svog trajanja uz redovnu uporabu i održavanje. - zaštita od buke - tako da zvuk što ga zamjećuju osobe koje borave u građevini ili u njezinoj blizini bude na razini koja ne ugrožava zdravlje i osigurava noćni mir i zadovoljavajuće uvjete za odmor i rad,... 3

4 Za zaštitu od buke treba osigurati: - zaštitu od vanjske buke, - zaštitu od zračne i udarne buke unutar zgrade, - zaštitu od buke ugrađene opreme u zgradi, - zaštitu okoliša od buke za zgradu vezanih izvora buke, - zaštitu od buke povečane odječnosti. 4

5 Zvučna izolacija - zahtjevi Akustika u građevinarstvu - Tehnički propisi za projektiranje i građenje zgrada (HRN U.J6.201/89)* - propisane minimalne vrijednosti zvučne izolacije (R w ) i maksimalne vrijednosti razine zvuka udara (L w ) *Ova norma je povučena - prema pravnom tumačenju koristi se do izlaska norme ili tehničkog propisa koji će je zamijeniti! 5

6 Zvučna izolacija - metode proračuna DIN 4109 Schallschutz im Hochbau - proračunske metode, zvučno-izolacijske karakteristike različitih tipova konstrukcija / pregrada,... HRN EN Akustika u zgradarstvu - Procjena akustičkih svojstava zgrada iz akustičkih svojstava elemenata 1. dio: Zračna zvučna izolacija između prostorija 2. dio: Udarna zvučna izolacija između prostorija 3. dio: Zračna zvučna izolacija od vanjskog zvuka 4. dio: Prijenos zvuka iznutra prema van 5. dio: Razine zvuka od servisne opreme 6. dio: Zvučna apsorpcija u zatvorenim prostorima 6

7 Zvučna izolacija - mjerenje HRN EN ISO 140 Akustika Mjerenje zvučne izolacije zgrada i građevnih elemenata: 4. dio:terenska mjerenja zračne zvučne izolacije između prostorija. 7. dio:terenska mjerenja udarne zvučne izolacije međukatnih konstrukcija. HRN EN 20140:1998 Akustika - Mjerenje zvučne izolacije zgrada i građevnih elemenata: 2. dio: Određivanje, provjera i primjena preciznosti podataka. HRN EN ISO 717 Akustika - Vrednovanje zvučne izolacije zgrada i građevnih elemenata: 1. dio: Izolacija od zračnog zvuka 2. dio: Izolacija od udarnog zvuka HRN EN ISO 3382:2010 Akustika Mjerenje akustičkih parametara prostorija: 1. dio: Vrijeme odjeka u prostorijama za priredbe 2. dio: Vrijeme odjeka u običnim prostorijama 7

8 HRN U.J6.201 / Akustika u zgradarstvu - Tehnički uvjeti za projektiranje i građenje zgrada * Zaštita od zračne i udarne buke unutar zgrade - ova norma propisuje - minimalne vrijednosti zračne zvučne izolacije R w (vertikalne i horizontalne pregrade) i - maksimalne vrijednosti nivoa zvuka udara L w (horizontalne pregrade) R w R w / L w 8

9 HRN U.J6.201 / Akustika u zgradarstvu - Tehnički uvjeti za projektiranje i građenje zgrada * Namjena zgrade: A. stambene i stambeno-poslovne zgrade, B. poslovne zgrade, C. restorani, prostori za igru i zabavu, zanatski pogoni, D. hoteli, moteli, domovi, E. bolnice, klinike, domovi zdravlja, F. škole, fakulteti, G. ustanove za predškolsku djecu; 9

10 HRN U.J6.201 / Akustika u zgradarstvu - Tehnički uvjeti za projektiranje i građenje zgrada * Funkcija pregrade - pregrade između prostorija određenih namjena R w,min (db) L w,max (db) A/ Stambene i stambeno-poslovne zgrade zid između dva stana 52 - zid između stana i zajedničkog hodnika 52 - zid s vratima između stana i zajedničkog hodnika D w 52 - zid između stana i poslovnih prostora 57 - strop između stanova, i ispod stana prema ulaznim prostorima, strop iznad stana prema lođi/terasi drugog stana - 68 strop ispod stana prema prostorima druge namjene (poslovni prostori,...) pod bučne prostorije prema stanu iznad i pored - 48 B/ Poslovne zgrade i poslovne prostorije u drugim zgradama zid između prostorija dva korisnika 52 - zid bez vrata između prostorija za intelektualni rad i prostorija - za sastanke prema prostorijama za drugu namjenu istog korisnika 44 zid bez vrata između protorija istog korisnika 42 - stropovi između poslovnih prostora * Navedene su samo neke vrijednosti. Za detaljniji uvid vidi HRN U.J

11 Zahtjevi za zaštitu zgrada od buke Projektom se predviđa zaštita zgrada od buke koja može biti a) minimalna, b) povećana. Normom su navedeni zahtjevi za minimalnu zaštitu od buke koja u boravišnim prostorijama, kod uobičajenog korištenja, pruža ljudima dovoljnu zaštitu. Povećana zaštita postoji kada je zahtjev za zaštitu od buke veći od normom propisanog minimalnog zahtjeva. NAPOMENA: Unatoč ispunjenju minimalnih zahtjeva može zbog ponašanja korisnika nastati u zgradi smetajuća buka koja se širi kao zračni, udarni ili ostali strukturni zvuk u tuđe stanove ili radne prostorije i tamo se čuje, osobito na lokacijama sa niskom razinom buke okoliša. Poboljšanju može doprinijeti samo uzajamna obazrivost kroz izbjegavanje neprimjerene smetajuće buke kao i pridržavanje vremena mirovanja. 11

12 Prijenos zvučne energije preko krutih tvari / pregrada Kada zvučni valovi udare o plohu pregrade, jedan dio energije se reflektira, jedan apsorbira, dok se ostali dio energije prenese kroz plohu/pregradu na drugu stranu. ZVUČNA RAZINA L2 ZVUČNA RAZINA L1 12

13 Koeficijent propustljivosti - transmisije (τ) veličina definirana odnosom zvučne energije koja je prošla u prijemnu prostoriju (W 2 ) i napadne zvučne energije (W 1 ) koja je u predajnoj prostoriji udarila u pregradu. τ = W 2 / W 1 W 1 W 2 Indeks zvučne izolacije - R (zvučna izolacija pregrade) definirana je logaritmom recipročne vrijednosti zvučne propustljivosti. 1 τ R = 10 log = 10 log W W 1 2 (db) Kako se prilikom mjerenja zvučnog gušenja mjeri zvučni tlak ispred i iza pregrade, za izračunavanje je prikladnija formula: p R = 20 log 1 (db) p 2 p 1 p 2 13

14 Pojam zvučne izolacije Zvučna izolacija je sposobnost neke pregradne ili druge konstrukcije da u određenoj mjeri spriječi širenje zvuka kroz nju. Razlikuju se dvije vrste zvučne izolacije: zračna zvučna izolacija i udarna zvučna izolacija ZRAČNI ZVUK IZVOR ZVUKA STRUKTURNI ZVUK Zračna zvučna izolacija je svojstvo sprječavanja širenja zračnog zvuka svih pregradnih konstrukcija zgrade - vertikalnih i horizontalnih, uključujući fasade i fasadne elemente. Udarna zvučna izolacija odnosi se samo na horizontalne pregrade tj. na međukatne konstrukcije, i svojstvo je sprječavanja širenja strukturnog zvuka. 14

15 Zaštita od zračne i udarne buke unutar zgrade 15

16 Laboratorijsko ispitivanje R indeks zvučne izolacije (db) R w mjerenje u laboratoriju (bez bočnih putova prijenosa buke) Ispitivanje na građevini R' w mjerenje na građevini (s bočnim putevima prijenosa buke) R' w < R w 16

17 Zvučna izolacija pregrada U slučaju dviju susjednih prostorija razlikuju se dva puta prenošenja zvuka iz predajne u prijemnu prostoriju: - direktni put (preko zajedničkog dijela pregrade), - bočni put (uzduž bočnih zidova, međukatnih konstrukcija, instalacijskih kanala,...). TLOCRT PRESJEK 17

18 Prenošenje zračnog zvuka iz prostorije u prostoriju Zvučni valovi koje emitira izvor zvuka u predajnoj prostoriji prenose se različitim putovima u prijemnu prostoriju. 18

19 Putevi prenošenja zvuka predajna prostorija prijemna prostorija vertikalna pregrada (zid) direktni put ispitivana pregrada predajna prostorija prijemna prostorija bočni put 19

20 Putevi prenošenja zvuka Prijenos zvuka između dva prostora kroz prostor spuštenog stropa 20

21 Putevi prenošenja zvuka Prijenos zvuka između dva prostora (utjecaj instalacijskih kanala) 21

22 Veličine za izražavanje zračne zvučne izolacije Normirane veličine za izražavanje zračne zvučne izolacije pregrada u db: indeks zvučne izolacije R normalizirana razlika razina D n standardna razlika razina D nt Ove veličine određuju se mjerenjem (ili proračunom) najčešće u tercnim pojasima, a samo iznimno u oktavama. 22

23 Indeks zvučne izolacije (R) neke pregrade u zgradi za difuzno zvučno polje, kakvo u praksi u prostorijama redovno imamo, definira se kao: R = D + 10lg S A db D = L 1 L 2 - razlika razina u predajnoj i prijemnoj prostoriji (db) S - ploština pregrade (m 2 ) A - ekvivalentna apsorpcijska ploština prijemne prostorije (m 2 ) Ekvivalentna apsorpcijska ploština dobiva se na temelju mjerenja vremena odjeka T u sekundama: A = 0,16V T 2 m 23

24 Zvučna zaštita između dvije prostorije opisana razlikom između razina emisije i imisije D = L 1 L 2 L 1 L 2 Razina zvuka u prostoriji ovisi o ekvivalentnoj apsorpcijskoj površini prostorije. Što je ekvivalentna apsorpcijska površina prijemne prostorije veća, to će, uz konstantnu vrijednost L1 razina L2 biti niža. Iz toga razloga izmjerenu razliku razina treba korigirati, tako da odgovara vrijednosti koja bi se dobila kada bi prijemna prostorija imala referentnu apsorpcijsku površinu Ao, za koju je odabrana vrijednost 10 m 2. Ovako korigirana razlika razina zove se normalizirana razlika razina i označava se sa Dn. Dn = D - 10 log (A / Ao) = L1 - L2-10 log (A / Ao)(dB) A - stvarna ekvivalentna apsorpcijska površina prijemne prostorije (m 2 ) Ao - referentna apsorpcijska površina (m 2 ) 24

25 Normalizirana i standardna razlika razina definiraju se kao: D n A = D 10 lg db A0 = 10 A 0 m 2 T DnT = D + 10lg db T0 = T 0 0,5 s A zvučna apsorpcija prijemne prostorije (m 2 ) T vrijeme odjeka u prijemnoj prostoriji (s) D = L 1 L 2 - razlika razina u predajnoj i prijemnoj prostoriji (db) 25

26 59 Izvještaj o ispitivanju R w = 59 db 26

27 Ispitivanje - mjerenja zvučne izolacije - zračni zvuke 27

28 Princip mjerenja zračne zvučne izolacije izvor zvuka Šum - to je nepravilno titranje u kojem nema ni stalnih frekvencija ni stalnih amplituda. Spektar šuma nije linijski već kontinuiran, što znači da pojedini tonovi gusto ispunjavaju cijelo jedno frekventno područje. izvor zračnog zvuka 28

29 Jednobrojne vrijednosti zvučne izolacije Za izražavanje i zračne i udarne zvučne izolacije jednim brojem služe vrednovane veličine: Zračna zvučna izolacija vrednovani indeks zvučne izolacije R w (R w ) u db vrednovana normalizirana razlika razina D n,w u db vrednovana standardna razlika razina D nt,w u db 29

30 Jednobrojne vrijednosti zvučne izolacije Osnovno načelo određivanja jednobrojne, tj. vrednovane vrijednosti i zračne i udarne zvučne izolacije jest, da se referentna krivulja vertikalno u koracima od po 1 db po cjelobrojnim iznosima pomiče prema izmjerenim tercnim vrijednostima, dok se ne zadovolji uvjet da srednje nepovoljno odstupanje od pomaknute referentne krivulje bude jednako ili upravo manje od 2 db (ili ukupno manje od 32 db). Srednje nepovoljno odstupanje je zbroj svih nepovoljnih odstupanja podijeljen s ukupnim brojem terci (za osnovno frekvencijsko područje taj broj je jednak 16). Vrednovana vrijednost zvučne izolacije jest vrijednost pomaknute referentne krivulje očitana na frekvenciji 500 Hz. 30

31 Jednostruke pregrade Akustički jednostruki građevinski elementi obično su izvedeni od jednog materijala (beton, opeka, drvo,...) ili od više materijala sličnih akustičkih karakteristika (npr. ožbukane pregrade od betona ili opeke). Na zvučno izolacijsku moć pregrade utječe više faktora: 1. površinska masa, 2. elastičnost, 3. bočni građevinski elementi, 4. propusnost građevinske pregrade na zrak. 31

32 Procijenjena zvučno izolacijska moć jednoslojnih krutih pregrada (DIN 4109/89) 32

33 Utjecaj propustljivosti pregrade na zrak U slučaju da zrak lako prolazi kroz neku pregradu, njena izolacijska moć biti će znatno manja u odnosu na pregradu jednake mase i krutosti, ali koja je dovoljno nepropusna za zrak. Kod pregrada izvedenih od poroznih materijala, nakon kvalitetnog žbukanja, poboljšava se vrijednost izolacijske moći. Frekventna karakteristika zvučnog gušenja kod poroznog betonskog zida debljine 10 cm: 1 bez žbuke, 2 sa žbukom. 33

34 U = 1.55 W/m2K U = 0.70 W/m2K 34

35 U = 1.55 W/m2K U = 0.70 W/m2K 35

36 Dvostruke pregrade Za postizanje velike izolacijske moći jednostrukom pregradom treba toj pregradi povećati površinsku masu. Često je to povećanje neekonomično i neracionalno. U tim slučajevima koriste se dvostruke ili višestruke pregrade koje, uz određene uvjete, relativno malom površinskom masom postižu veliko zvučno gušenje. Dvostruke pregrade sastoje se od dva dijela međusobno odvojena slojem zraka ili nekim mekanim (apsorbirajućim) materijalom. Ponašanje dvostruke pregrade može se usporediti s ponašanjem mehaničkog sustava od dvije mase m1 i m2 međusobno povezane oprugom određene krutosti. 36

37 Umetanjem u zračni sloj nekog apsorpcijskog materijala (npr. mineralne vune) ovi negativni efekti mogu se gotovo u potpunosti spriječiti. fo rezonantna frekvencija (Hz) m' površinska masa pregrade (kg/m 2 ) d razmak između stijenki (m) s' dinamička krutost izolacijskog materijala (MN/m 3 ) 37

38 38

39 Lagane predstjenke za poboljšanje zvučne izolacije masivnih pregrada Kako bi povećali izolacijsku moć jednostrukih pregrada često koristimo lagane pregrade - lagane predstijenke. Između predstijenke i masivne jednostruke pregrade potrebno je staviti elastičan međusloj. 39

40 POVRŠINSKA MASA MASIVNE PREGRADE (kg/m2) PROCJENJENA ZVUČNO IZOLACIJSKA MOĆ JEDNOSLOJNE KRUTE PREGRADE (db) PROCIJENJENA ZVUČNO IZOLACIJSKA MOĆ JEDNOSLOJNIH KRUTIH PREGRADA S LAGANOM PREDSTJENKO M (db) POVEĆANJE ZVUČNO IZOLACIJSKE MOĆI JEDNOSLOJNE KRUTE PREGRADE S LAGANOM PREDSTJENKO M (db) (DIN 4109/89) 1) Važi za uvjet da su bočne pregrade srednje površinske mase cca 300 kg/m 2 40

41 Oblaganje masivnih zidova za poboljšanje zvučne izolacije samostojeća izvedba obloge bez kontakta sa zidom 41

42 Pregrade sastavljene od više dijelova različite izolacijske moći Mnoge pregrade nemaju isti sastav u cijeloj svojoj površini već se sastoje od više dijelova - elemenata najčešće različite izolacijske moći. To je česti slučaj sa vanjskim pregradama sa prozorima ili unutarnjim pregradama sa vratima. U tome slučaju potrebno je izračunati rezultirajuću izolacijsku moć pregrade složene od više dijelova. Rezultirajuća vrijednost izolacijske moći tako složenih pregrada uvijek je bliža vrijednosti izolacijske moći dijela sa manjom izolacijskom moći R' w,rez = - 10 log (db) n Suk i= 1 S i R w, i 10 S uk - ukupna površina pregrade (m 2 ) S i - površina i-tog dijela pregrade (m 2 ) R' w,rez - rezultirajuća izolacijska moć pregrade koja se sastoji od više dijelova različite izolacijske moći (db) R' w,i - procijenjena izolacijska moć i-tog dijela pregrade (db) 42

43 Primjer: Zid s vratima: Suk = 10,0 m 2 R'w,rez =? db -zid S1 = 8,0 m2 R'w,1 = 52 db -vrata S2 = 2,0 m2 R'w,2 = 30 db Pojednostavljena formula: R' w,rez = R' w,1-10 log 10 R w 1 R S S uk, w,2 1 = 37,0 db 2,5 m S1 S2 4,0 m 43

44 Tlocrtni raspored prostorija Ukoliko su visoki zahtjevi zvučne izolacije, mjere treba primijeniti već u fazi projektiranja rasporeda prostora i prostorija Sanitarne prostore (kuhinje, kupaonice i WC-e) i ostale bučne prostorije ne treba naslanjati na zidove susjednih stanova! Greške u zaštiti od buke u zgradama učinjene u fazi projektiranja gotovo je nemoguće, ili tek uz visoke troškove, naknadno otkloniti! 44

45 Zaštita od buke - Akustika u zgradarstvu Zid između dva stana - primjer: - produžna žbuka 2 cm - puna opeka (1400 kg/m3) 25 cm - produžna žbuka 2 cm NE DA R' w = 52 db R' w =? db < 52 db R' w 52 db 45

46 Zaključak Zvučna izolacija je sposobnost neke pregradne ili druge konstrukcije da u određenoj mjeri spriječi širenje zvuka kroz nju. Razlikuju se dvije vrste zvučne izolacije: zračna zvučna izolacija i udarna zvučna izolacija U slučaju dviju susjednih prostorija razlikuju se dva puta prenošenja zvuka iz predajne u prijemnu prostoriju: direktni put (preko zajedničkog dijela pregrade), bočni put (uzduž bočnih zidova, međukatnih konstrukcija, instalacijskih kanala,...). Mjerenje zvučne izolacije na građevini R' w < R w mjerenje zvučne izolacije u laboratoriju zbog utjecaja bočnih puteva prenošenja zvuka 46

47 HVALA NA PAŽNJI! 47