Μάθηµα 3ου εξαµήνου : ΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ διδάσκων Νίκος Μπάρκας δρ. πολιτικός µηχανικός duap ακουστικής LeMans επίκουρος καθηγητής αρχιτεκτονικής τεχνολογίας - ακουστικής Τµήµα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών.Π.Θ. παρουσίαση διαλέξεων ΗΧΟΜΟΝΩΣΗΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ : Το νοµοθετικό πλαίσιο Σύµφωνα µε τον Ελληνικό Κτιριοδοµικό Κανονισµό (άρθρο 12) όλα τα κτίρια οφείλουν να πληρούν τα βασικά κριτήρια ακουστικής άνεσης και να εξασφαλίζουν τις αντίστοιχες παραµέτρους εσωτερικής ησυχίας & ηχοµονωτικής ικανότητας ΩΣΤΟΣΟ : δεν είναι υποχρεωτική η κατάθεση Μελέτης Ηχοµόνωσης σε ανεγειρόµενες ή επισκευαζόµενες οικοδοµές (δηλαδή δεν υπάρχει υποχρέωση συµµόρφωσης µε τις απαιτήσεις του άρθρου 12) ΗΛΑ Η : µέσω ενός λαβύρινθου διοικητικών εγκυκλίων τα θέµατα της Ηχοπροστασίας ανάγονται στην εφαρµογή κατασταλτικών µέτρων κατόπιν έγκλισης (είναι µη αυτεπάγγελτα αδικήµατα), ύστερα από αυτοψία, σχετικά µε την παραβίαση των εξής ορίων θορύβου : -υπέρβαση των 35 db(α) σε χώρους κατοικίας, τις ώρες κοινής ησυχίας (από γειτονικές κατοικίες ή κέντρα διασκέδασης), -υπέρβαση των 45-50 db(α) σε χώρους κατοικίας, τις ώρες κοινής ησυχίας από προϋπάρχουσες βιοτεχνικές εγκαταστάσεις σε αστικές περιοχές, -υπέρβαση των 65 db(α), στα όρια του οικοπέδου, από επαγγελµατική δραστηριότητα σε βιοτεχνικές ή βιοµηχανικές περιοχές.
ιατάξειςκαι Κανονισµοί (συµπληρωµατικά) Γενικά (ότι δεν καλύπτει το άρθρο 12) DIN 4109 Π 1180 / 81, ΦΕΚ 293/Α όρια θορύβου στα όρια οικοπέδου Υ 45 / 3010 / 85, ΦΕΚ 593Β /85 & 48 /86 όρια θορύβου σε κατοικία Σχέδιο ΕΛΟΤ 868 θόρυβος σε πρόσοψη κτιρίου VDI 2081 (2000) θόρυβος συσκευών κλιµατισµού
Το πρόβληµα του θορύβου στα κτίρια Είδη θορύβου Αερόφερτος Κτυπογενής / κραδασµός Προέλευση του θορύβου στα κτίρια : από το εξωτερικό περιβάλλον από γειτονικά διαµερίσµατα από το ίδιο διαµέρισµα από κοινόχρηστες εγκαταστάσεις
ΟΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟΣ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΣ άρθρο 12 (Πίνακες 33 και 34 σύγγραµµα Χ.Γ. Αθανασόπουλου) ιάκριση χώρων (γραµµές) ιάκριση Μεγεθών (στήλες) R w / L n η ικανότητα L Α / L p η ησυχία ΠΙΝΑΚΑΣ Β Η πλευρική µετάδοση
ΗΧΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ο βασικός τύπος του φαινοµένου Lο - L1 = D Lο = L1 + D D = R`w (ή L`n,w ) Σαi όπου D η διαφορά στάθµης (difference level) ανάµεσα στους χώρους που θεωρούνται εξωτερικός / προστατευόµενος α i µια σειρά παράµετροι (ηχοαπορρόφηση, άνοιγµα, αριθµός εκτεθειµένων πλευρών, συντελεστές ασφαλείας) τα µεγέθη σε τιµές κανονικοποιηµένης στάθµης (decibel) σε σφαιρικές τιµές db(a) ή συχνοτικές τιµές db.
ΕΛΕΓΧΟΙ (1) σύµφωνα µε τον Κανονισµό Α] ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΕΡΟΦΕΡΤΩΝ ΘΟΡΥΒΩΝ R`w = Lο - L1 + Σαi R`w = (σε db) (Lο + k) - L1 + 10log(f) + 10log(TR) + 10log(S/V) + 10log(n) + 8 όπου k παράγων ασφαλείας εξωτερικού θορύβου f παράγων ανοιγµάτων [ f = 4 µε ανοίγµατα & f = 1 χωρίς αν.] TR ο χρόνος αντήχησης στον προστατευόµενο χώρο (sec) S το εµβαδόν του διαχωριστικού τοιχώµατος (m2) και V ο όγκος του προστατευόµενου χώρου (m3) n το πλήθος των εκτεθειµένων πλευρών του προστατευόµ. χώρου
ΕΛΕΓΧΟΙ (2) σύµφωνα µε τον Κανονισµό Α1] έλεγχος για το εξωτερικό περιβάλλον R`w = (σε db) (Lο + 3) - L1 + 10log (f) + 10log (TR) + 10log (S/V) + 10log (n) + 8 Α2] έλεγχος για γειτονικούς χώρους R`w = (σε db) (Lο + 0) - L1 + 10log (f) + 10log (TR) + 10log (S/V) + 10log (n) + 8 Α3] έλεγχος για µηχανολογικές εγκαταστάσεις R`w = (σε db) (Lο - NR) - L1 + 10log (f) + 10log (TR) + 10log (S/V) +10log (n) + 8 όπου NR Ααρχικό Ατελικό NR = 10log ( Ατελικό / Ααρχικό) η καταστολή θορύβου στον χώρο εκποµπής η αρχική ηχοαπορρόφηση στον χώρο εκποµπής η ηχοαπορρόφηση µετά την καταστολή θορύβου ΓΕΝΙΚΑ Rw = R`w + d κατά τον ΠΙΝΑΚΑ 34.β
ΕΛΕΓΧΟΙ (3) σύµφωνα µε τον Κανονισµό Β] ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΤΥΠΟΓΕΝΟΥΣ ΘΟΡΥΒΟΥ L`n,w = Lο - L1 + Σαi L`n,w = Lο - L1 + 10log (TR / V) + 18 (σε db) όπου TR ο χρόνος αντήχησης στον προστατευόµενο χώρο (sec) V ο όγκος του προστατευόµενου χώρου (m3)
ΤΑΒΑΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ (1) ο προσβάλλων (εξωτερικός) θόρυβος Lo ΠΙΝΑΚΕΣ ΘΟΡΥΒΟΥ (37.1-37.2) ΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ (2α) η επιβεβληµένη (εσωτερική) ησυχία L 1 ΤΑ ΙΕΘΝΗ ΚΡΙΤΗΡΙΑ NC (Πίνακας 35) ΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ (2β) η επιβεβληµένη (εσωτερική) ησυχία L 1 ΟΙ ΣΥΧΝΟΤΙΚΕΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ (Πίνακας 36)
ΗΗΧΟΜΟΝΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΠΕΤΑΣΜΑΤΩΝ (1) Η ηχοµονωτική ικανότητα ενός τοιχώµατος (οριζοντίου ή κατακόρυφου) σε γενικές γραµµές καθορίζεται από τρεις οµάδες παραµέτρων : α) το επιφανειακό βάρος, δηλαδή η µάζα ενός τοιχώµατος που εκλαµβάνεται σαν οµογενές. µία σχετική ηχοµονωτική επάρκεια (λόγω µάζας) σε συµβατικά οικοδοµικά υλικά απαιτεί διατοµές 10 ως 20cmκαι ειδικό βάρος 2.000 ως 3.000Κg/m3 (στις χαµηλές συχνότητες) β) η ασυνέχεια της κατασκευής, πρόβλεψη πολυκέλυφων στρώσεων, µε παρεµβολή ηχοαπορροφητικών υλικών ή διάκενων αέρα. λόγω της ασυνεχούς δοµής του τοιχώµατος, απορυθµίζεται ο συντονισµός του ενιαίου πετάσµατος, ενώ µία κρίσιµη ποσότητα ηχητικής ενέργειας δαπανάται στις ενδιάµεσες στρώσεις
ΗΗΧΟΜΟΝΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΠΕΤΑΣΜΑΤΩΝ (2) ΣΗΜΕΙΩΣΗ :Σε µια δικέλυφη κατασκευή, η αύξηση της ηχοµονωτικής ικανότητας συναρτάται µε την απόσταση των φλοιών (ΠΙΝΑΚΑΣ 42α ) γ) η ελαστική στήριξη των κατασκευών, µε παρεµβολή ελαστικών συνδέσµων ανάµεσα στα τοιχώµατα ή τους φλοιούς ενός πετάσµατος. η ακλόνητη σύνδεση των πετασµάτων στον φέροντα οργανισµό του κτιρίου δηµιουργεί ηχογέφυρες και διευκολύνει τον συντονισµό τους η εφαρµογή ελαστικών συνδέσµων για την στήριξη των πετασµάτων στον φέροντα οργανισµό ή /και τη σύνδεση των επιµέρους φλοιών οδηγεί σε σηµαντική αύξηση της ηχοµονωτικής ικανότητας των πετασµάτων (βελτίωση 5 ως 10dBσε αερόφερτο θόρυβο ή minκατά 13 dbσε κτυπογενή θόρυβο).
ΣΥΜΠΑΓΗ ΠΕΤΑΣΜΑ (1) Rw' < 40 db(α) απλή δροµική τοιχοποιία µε αµφίπλευρη επένδυση ασβεστοκονίας, ή απλό πέτασµα ξηράς δόµησης µε 2 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό και εσωτερική επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα Rw' < 44 db(α) δροµική τοιχοποιία µε µονόπλευρη επένδυση από πλάκες υαλοβάµβακα και αµφίπλευρη επένδυση ασβεστοκονίας, ή απλό πέτασµα ξηράς δόµησης µε 4 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό και εσωτερική επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα Rw' < 48 db(α) απλή µπατική τοιχοποιία µε αµφίπλευρη ασβεστοκονία, ή πέτασµα ξηράς δόµησης απο δύο 2 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό µε ελαστική στήριξη και εσωτερική επένδυση µε πλάκες υαλοβάµβακα,
ΣΥΜΠΑΓΗ ΠΕΤΑΣΜΑ (2) Rw' < 52 db(α) µπατική τοιχοποιία µε µονόπλευρη επένδυση από πλάκες υαλοβάµβακα και αµφίπλευρη ασβεστοκονία, ή απλό τοιχίο σκυροδέµατος µε αµφίπλευρη επένδυση ασβεστοκονίας Rw' < 56 db(α) ενισχυµένο τοιχίο σκυροδέµατος µε αµφίπλευρη επένδυση ασβεστοκονίας, ή πέτασµα ξηράς δόµησης απο 3 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό µε ελαστική στήριξη και εσωτερική επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα, Rw' < 60 db(α) απλή υπερµπατική τοιχοποιία, µε αµφίπλευρη επένδυση ασβεστοκονίας, ή πέτασµα ξηράς δόµησης απο 4 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό µε ελαστική στήριξη και εσωτερική επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα,
ΣΥΜΠΑΓΗ ΠΕΤΑΣΜΑ (3) Rw' < 64 db(α) υπερµπατική τοιχοποιία µε µονόπλευρη επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα και αµφίπλευρη ασβεστοκονία, ή ενισχυµένο τοιχίο σκυροδέµατος µε µονόπλευρη επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα, ή ενισχυµένη πλάκα σκυροδέµατος µε ξύλινο κολυµβητόδάπεδο, ή σύνθετο πέτασµα ξηράς δόµησης από 4+2 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό µε ελαστική στήριξη και εσωτερική επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα, Rw' > 64 db(α) διπλή µπατική τοιχοποιία µε ενδιάµεση επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα, ή ενισχυµένη πλάκα σκυροδέµατος µε πλωτό κολυµβητόδάπεδο σκυροκονίας, ή σύνθετο πέτασµα ξηράς δόµησης από 2+4+2 γυψοσανίδες σε µεταλλικό σκελετό µε ελαστική στήριξη και εσωτερική επένδυση απο πλάκες υαλοβάµβακα.
ΗΗΧΟΜΟΝΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΚΟΥΦΩΜΑΤΩΝ (1) Το κούφωµα αποτελεί το πλέον αδύναµο σηµείο ενός σύνθετου τοιχώµατος. Η ηχοµονωτική ικανότητα ενός κινητού πετάσµατος προσδιορίζεται απο τρεις (3) οµάδες παραµέτρων : α) το επιφανειακό βάρος, δηλαδή η µάζα του κουφώµατος, το πάχος της κοινής διατοµής φύλου / κάσσας. Κοινές διατοµές µέτριου πάχους (4,2 ως 6,5cm) και χαµηλού επιφανειακού βάρους (15 ως 25Κg/m2), εµφανίζουν περιορισµένη ηχοµονωτική επάρκεια στις συµβατικές οικοδοµικές εφαρµογές. Η µικρή ηχοµονωτική αποτίµηση αφορά το κρίσιµο φάσµα των χαµηλών συχνοτήτων και τη σφαιρική αξία του τοιχώµατος. Ανάλογα µε την κατανοµή του επιφανειακού βάρους και τη συγκρότηση του σκελετού (την απόσταση των επενδύσεων) παρουσιάζονται σηµαντικές υστερήσεις (µέχρι και µηδενισµός) στις µέσες συχνότητες.
ΗΗΧΟΜΟΝΩΤΙΚΗ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΚΟΥΦΩΜΑΤΩΝ (2) β) η εφαρµογή των κινητών φύλων στην κάσσα, δηλαδή. -αεροστεγανότητα του φύλου στην κάσα (ελαστικά σφραγίσµατα στις 3 ελεύθερες πλευρές και κατωκάσι) -εξαναγκασµένη επιστροφή του φύλου (µε µηχανισµό αυτόµατης επαναφοράς), -µη διαµπερής διάτρηση για τη στερέωση χερουλιών / κλειδαριάς, Στις συµβατικές οικοδοµικές εφαρµογές, οποιαδήποτε αύξηση του επιφανειακού βάρους, χωρίς παράλληλη φροντίδα για την περιµετρική αεροστεγανότητα, δεν µπορεί να εξασφαλίσει ηχοµονωτική ικανότητα >30dB. γ) η εφαρµογή επάλληλων ανοιγµάτων, δηλαδή -πολυκέλυφα τοιχώµατα µε ανεξάρτητα κουφώµατα σε κατάλληλες αποστάσεις, -κλειστοί προθάλαµοι (διπλά υαλοστάσια σε ανεξάρτητες κάσες)
ΠΟΡΤΕΣ (1) -Rw' < 20 db(α) Φύλο πάχους µέχρι 4,2cm, από ξύλινες πλάκες 1 + 1,5cm µε διάκενο αέρα (15 ως 20Κg/m2). Απλή εφαρµογή του φύλου στην κάσσα -Rw' < 25 db(α) Φύλο πάχους µέχρι 5,5cm, από ξύλινες πλάκες 2 + 1,5cm µε υαλοβάµβακα στα ενδιάµεσα διάκενα (20 ως 25Κg/m2). Απλή εφαρµογή του φύλου στην κάσσα -Rw' < 30 db(α) Φύλο πάχους 4,2 ως 5,5cm, από ξύλινες πλάκες 1 ως 2 + 1,5cm µε υαλοβάµβακα στα ενδιάµεσα διάκενα (25 ως 30Κg/m2). Περιµετρικό ελαστικό σφράγισµα σε 3 πλευρές. -Rw' < 35 db(α) Φύλο πάχους µέχρι 6,5cm, από ξύλινες πλάκες 2 + 2,5cm µε υαλοβάµβακα στα ενδιάµεσα διάκενα (30 ως 35Κg/m2). Περιµετρικό ελαστικό σφράγισµα σε 3 πλευρές, χωρίς διαµπερή διάτρηση για χερούλια, κλειδαριά
ΠΟΡΤΕΣ (2) -Rw' < 40 db(α) Φύλο πάχους 4 ως 5cm, από µεταλλικά φύλλα 1 + 2mm µε υαλοβάµβακα στα ενδιάµεσα διάκενα (30 ως 35 Κg/m2). ιπλό, περιµετρικό σφράγισµα σε 3 πλευρές, χωρίς διαµπερή διάτρηση. -Rw' > 40 db(α) Φύλο πάχους 4 ως 5cm, από µεταλλικά φύλλα 1 + 2mm, µε µονόπλευρη ή αµφίπλευρη επένδυση από πλάκες ξύλου ή γυψοσανίδες, µε υαλοβάµβακα στα ενδιάµεσα διάκενα (>45Κg /m2). ιπλό, περιµετρικό σφράγισµα & κατωκάσι, χωρίς διαµπερή διάτρηση.
ΠΑΡΑΘΥΡΑ (1) -Rw' < 20dB(Α) Συµβατικό υαλοστάσιο µε υαλοπίνακα µέχρι 5mm, χωρίς περιµετρικό σφράγισµα. -Rw' < 25dB(Α) Συµβατικό υαλοστάσιο µε θερµοµονωτικούς υαλοπίνακες, συνολικού πάχους µέχρι 7mm, µε ενδιάµεσο διάκενο αέρα µέχρι 6mm, χωρίς περιµετρικό σφράγισµα. -Rw' < 30dB(Α) Συµβατικά παράθυρα µε δύο υαλοστάσια απο απλούς υαλοπίνακες, µέχρι 5mm, ενδιάµεση απόσταση µέχρι 5cm, χωρίς περιµετρικό σφράγισµα. ή Απλό υαλοστάσιο µε σύνθετο υαλοπίνακα (τύπου τρίπλεξ), πάχους 6 ως 8 mm, χωρίς περιµετρικό σφράγισµα
ΠΑΡΑΘΥΡΑ (2) -Rw' < 35dB(Α) Συµβατικά παράθυρα µε δύο απλά υαλοστάσια πάχους 3mm, µε περιµετρικό σφράγισµα, ή Απλό υαλοστάσιο µε θερµοµονωτικούς υαλοπίνακες, συνολικού πάχους µέχρι 8mm, µε ενδιάµεσο διάκενο αέρα µέχρι 5mm και περιµετρικό σφράγισµα, ή Απλό υαλοστάσιο µε σύνθετο υαλοπίνακα (τύπου τρίπλεξ), πάχους 6 ως 8 mm, µε περιµετρικό σφράγισµα -Rw' < 40dB(Α) ιπλά παράθυρα µε ανεξάρτητα υαλοστάσια πάχους µέχρι 5mm, χωρίς περιµετρικό σφράγισµα, ή Απλό υαλοστάσιο µε θερµοµονωτικούς υαλοπίνακες, συνολικού πάχους 10 ως 13mm, µε ενδιάµεσο διάκενο αέρα 5 ως 8mm και αεροστεγάνωση, ή Απλό υαλοστάσιο µε σύνθετο υαλοπίνακα (τύπου τρίπλεξ), πάχους 10 ως 12 mm και αεροστεγάνωση, -Rw' > 40dB(Α) ιπλά παράθυρα (σε απόσταση τουλάχιστον 10cm) µε ανεξάρτητα υαλοστάσια (θερµοµονωτικά και τρίπλεξ), συν αεροστεγάνωση ή Ενισχυµένο παράθυρο µε διπλά υαλοστάσια (σε απόσταση τουλάχιστον 5 cm), µε θερµοµονωτικούς & τρίπλεξ υαλοπίνακες συν αεροστεγάνωση
ΒΕΛΤΙΩΣΕΙΣ σε υφιστάµενα πετάσµατα (ΠΙΝ 42) Προσθήκη επάλληλων στρώσεων από συµπαγή δοµικά υλικά Πρόβλεψη ενδιάµεσων διάκενων µε ηχοαπορροφητικά υλικά ΠΡΟΣΟΧΗ στην αξιολόγηση ενός διάκενου αέρα ΒΕΛΤΙΩΣΕΙΣτης ηχοµονωτικής ικανότητας σε κραδασµό (ΠΙΝ 45) ΒΕΛΤΙΩΣΕΙΣτης ηχοµονωτικής ικανότητας ΚΑΙ σε αερόφερτο ΚΑΙ σε κραδασµό (ΠΙΝ 44) ΠΡΟΣΟΧΗ οι επιµέρους αξίες ΕΝ είναι ανάλογες
Ο ΣΥΝΘΕΤΟΣ ΕΙΚΤΗΣ ΗΧΟΜΕΙΩΣΗΣ (1) Είναι το µέγεθος που χαρακτηρίζει την ηχοµονωτική ικανότητα ενός τοιχώµατος µε ακίνητα (συµπαγή) και κινητά πετάσµατα (κουφώµατα) ή /και ανοίγµατα (καπνοδόχους, αγωγούς εξαερισµού, οπές κλπ). Ο σύνθετος δείκτης είναι συνάρτηση της ικανότητας των επιµέρους δεικτών, της επιφάνειας κάθε στοιχείου ουσιαστικά προσδιορίζεται απο την αξία των ηχοµονωτικά αδύνατων στοιχείων του συνθέτου πετάσµατος, λαµβάνει σφαιρική και επιµέρους συχνοτικές τιµές Αναλυτικός υπολογισµός του σύνθετου δείκτη cr`w µέσω του βοηθητικού µεγέθους δείκτης ηχοπερατότητας τ όπου τ = 10 - R`w /10 R`W = 10log (1/τ ) Πλήρης τύπος : cr`w =10 log[(s1 + S2 + S3 +...) / (τ1s1 + τ2s2 + τ3s3 +...)]
Ο ΣΥΝΘΕΤΟΣ ΕΙΚΤΗΣ ΗΧΟΜΕΙΩΣΗΣ (2) Γενικά, είναι µάταιο να προσπαθούµε να ενισχύσουµε τα πεπερασµένα όρια της ηχοµονωτικής ικανότητας ενός τοίχου, είναι δαπανηρό να επιδιώκουµε να αυξήσουµε την (εκ των πραγµάτων χαµηλή) ηχοµονωτική ικανότητα των κουφωµάτων είναι σκόπιµο να περιορίσουµε την (συχνά άσκοπη) επιφάνεια των ανοιγµάτων. εδοµένα ακριβείας για την τιµή του συντελεστή ηχοµετάδοσης τ, στον ΠΙΝΑΚΑ 41β Το αριθµητικό αποτέλεσµα (σφαιρική ή συχνοτική τιµή) των υπολογισµών δίνει τον φαινόµενο σύνθετο δείκτη cr`w (µε τόνο) Για τον προσδιορισµό του σύνθετου δείκτη cr W (χωρίς τόνο) απαιτείται η προσαρµογή των δεδοµένων σύµφωνα µε τον ΠΙΝΑΚΑ 34β