Embed Size (px)
DESCRIPTION
Publikace Stavební fyzika – Stavební akustika v teorii a praxi, ISBN 978-80-214-4878-0. Autorka: Zuzana Fišarová.
Citation preview
Zuzana Fišarová
STAVEBNÍ FYZIKA– Stavební akustika v teorii a praxi
PODĚKOVÁNÍ:
Dovolte mi připojit poděkování za recenzi těchto textů a veškerou pomoc
Ing. Dagmar Donaťákové z Ústavu pozemního stavitelství Fakulty stavební
VUT v Brně a Ing. Pavlu Oravcovi, Ph.D., z téhož pracoviště, za poskytnutou
fotodokumentaci.
Dále mi dovolte připojit poděkování za nesmírnou podporu a trpělivost mé
velké učitelce Doc. RNDr. Marii Vaňkové, CSc., z Ústavu fyzikálního
inženýrství, Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.
STAVEBNÍ FYZIKA
– STAVEBNÍ AKUSTIKA V TEORII A PRAXI
Ing. Zuzana Fišarová, Ph.D.
Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně
Vytiskla: Ing. Vladislav Pokorný – LITERA, Tábor 43c, 612 00 Brno
Sazba a grafická úprava: Ing. Zuzana Fišarová, Ph.D.
Kresba na obálce: Ing. Zuzana Fišarová, Ph.D.
Návrh grafické úpravy obálky: Ing. Josef Remeš
Počet stránek: 129
První vydání, Brno 2014
ISBN 978-80-214-4878-0
Fakulta stavební Vysokého učení technického v Brně zahájila 1. 6. 2012
řešení projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“. Projekt je
spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České
republiky a je zaměřen na tvorbu a udržování partnerské sítě. Tato síť bude
vzájemně propojovat Fakultu stavební Vysokého učení technického v Brně,
významná výzkumná a vývojová pracoviště, partnery z oblasti
podnikatelského sektoru i oborová sdružení. Cílem sítě je umožnit rozšíření
vzájemné spolupráce, vytvoření nových podmínek pro přenos teoretických i
praktických znalostí a zkušeností mezi výzkumem a stavební praxí.
Partnery projektu „OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví“ jsou:
o MOTRAN Research, s. r. o.,
o Českomoravský cement, a.s.,
o Centrum dopravního výzkumu, v. v. i.,
o OHL ŽS, a.s.,
o Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava,
o ESOX, spol. s r.o.,
o Svaz vodního hospodářství ČR.
Registrační číslo
projektu: CZ.1.07/2.4.00/31.0012
Název projektu: OKTAEDR – partnerství a sítě stavebnictví
Realizace: 1. 6. 2012 – 31. 5. 2014
Řešitel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební
OBSAH
1 Úvod........................................................................................................... 9
2 Základní pojmy a veličiny ....................................................................... 10
2.1 Zvuk, hluk, vibrace ........................................................................ 10
2.2 Vliv hluku a vibrací na člověka ..................................................... 10
2.3 Akustické vlnění ............................................................................. 11
2.4 Harmonické kmitání oscilátoru ...................................................... 11
2.5 Akustický tlak ................................................................................ 12
2.6 Energetické veličiny charakterizující vlnění .................................. 12
2.7 Hladinové vyjádření ....................................................................... 13
2.8 Základní vztahy mezi veličinami ................................................... 16
2.9 Praktická část - příklady ................................................................. 17
3 Akustika a její jednotlivé obory............................................................... 24
3.1 Vznik zvuku a základní poznatky o jeho šíření ............................. 24
3.2 Nejčastější zdroje hluku a vibrací ve stavební praxi ...................... 24
3.3 Možnosti omezení šíření hluku a vibrací ....................................... 25
4 Urbanistická akustika .............................................................................. 27
4.1 Nařízení vlády č. 272/2011 Sb. ...................................................... 27
4.1.1 Hygienické limity hluku v chráněných vnitřních prostorech
staveb, § 11, NV 272/2011 Sb. ................................................................. 29
4.1.2 Hygienické limity hluku v chráněných venkovních prostorech
staveb a v chráněném venkovním prostoru, § 12, NV 272/2011 Sb. ....... 30
4.2 Šíření zvuku v reálném prostředí - ve vzduchu ............................. 31
4.3 Základních vztahy mezi veličinami ............................................... 36
4.4 Praktická část - příklady ................................................................. 36
5 Akustika stavebních konstrukcí ............................................................... 43
5.1 Způsoby šíření hluku a vibrací v budovách ................................... 43
5.2 Útlum chvění v konstrukcích ......................................................... 44
5.3 Vzduchová a kročejová neprůzvučnost.......................................... 44
5.4 Hodnocení vzduchové neprůzvučnosti .......................................... 47
5.5 Hodnocení kročejové neprůzvučnosti ............................................ 51
5.6 Požadavky platné legislativy na zvukovou izolaci mezi místnostmi .
........................................................................................................ 55
5.7 Požadavky platné legislativy na zvukovou izolaci obvodových
plášťů a jejich částí ........................................................................................ 58
5.8 Stanovení požadavků na neprůzvučnost oken ............................... 59
5.9 Návrh obvodového pláště z hlediska požadavků na zvukovou
izolaci ........................................................................................................ 60
5.10 Způsoby určení zvukoizolačních vlastností ................................... 61
5.10.1 Na základě podkladů z měření jednotlivých výrobců nebo
dodavatelů stavebních prvků, konstrukcí .................................................. 61
5.10.2 Na základě podkladů z dostupné literatury .............................. 62
5.10.3 Na základě podrobného výpočtu ............................................. 68
5.10.4 Na základě vyhotovení referenčního vzorku na stavbě ........... 71
5.10.5 Na základě laboratorních měření ............................................. 72
5.11 Vybrané výpočetní postupy dle ČSN EN 12354-1 ........................ 72
5.11.1 Vzduchová neprůzvučnost monolitických prvků .................... 73
5.11.2 Zlepšení vážené neprůzvučnosti přídavnými vrstvami ........... 73
5.12 Vybrané výpočetní postupy dle ČSN EN 12354-2 ........................ 74
5.12.1 Stanovení ekvivalentní vážené normalizované hladiny
akustického tlaku kročejového zvuku homogenní stropní konstrukce ..... 75
5.12.2 Vážené snížení hladiny akustického tlaku kročejového zvuku
ΔLW vlivem plovoucích podlah ................................................................ 75
5.12.3 Zjištění zvukoizolačních vlastností s využitím programu
NEPRŮZVUČNOST ................................................................................ 77
5.13 Praktická část - příklady ................................................................. 77
6 Prostorová akustika .................................................................................. 87
6.1 Vlnová akustika .............................................................................. 87
6.2 Statistická akustika ......................................................................... 89
6.2.1 Sabineho vztah pro výpočet doby dozvuku ............................. 91
6.2.2 Eyringův vztah pro výpočet doby dozvuku ............................. 91
6.2.3 Millingtonův vztah pro výpočet doby dozvuku ....................... 92
6.3 Geometrická akustika ..................................................................... 93
6.4 Pole přímých a odražených vln ...................................................... 94
6.5 Platná legislativa pro prostorovou akustiku ................................... 95
6.5.1 ČSN 73 0525 – Akustika – Projektování v oboru prostorové
akustiky – Všeobecné zásady .................................................................... 95
6.5.2 ČSN 73 0527 – Akustika – Projektování v oboru prostorové
akustiky – Prostory pro kulturní účely – Prostory ve školách – Prostory
pro veřejné účely ....................................................................................... 96
6.6 Konstrukce sloužící k pohlcování zvuku ....................................... 99
6.6.1 Konstrukce porézní ................................................................ 103
6.6.2 Konstrukce kmitající membrány a desky .............................. 105
6.6.3 Konstrukce dutinových rezonátorů ........................................ 106
6.6.4 Konstrukce kombinované ...................................................... 108
6.6.5 Konstrukce rozptylové ........................................................... 108
6.7 Obecný postup návrhu prostoru s ohledem na požadavky
prostorové akustiky ..................................................................................... 109
6.8 Praktická část – příklady .............................................................. 110
7 zajímavosti závěrem – příklady chyb na stavbách ................................ 119
8 Citovaná literatura ................................................................................. 127
9
1 ÚVOD
Stále větší důraz je kladen na problematiku životního prostředí a
odstraňování škodlivých vlivů souvisejících s prudkým rozvojem techniky.
Dochází k nárůstu požadavků na vytváření co nejoptimálnějšího prostředí
pro pobyt, práci i relaxaci lidí. V této souvislosti patří mezi důležité faktory
ochrana před nadměrným hlukem a vibracemi.
Příčinou hluku i vibrací jsou střídavé síly vznikající v důsledku jevů, mezi
které lze zařadit například pohyb dopravních prostředků, činnost nejrůznějších
pracovních nástrojů, rotační pohyby strojních zařízení, provoz technického
zařízení budov, ale i běžné činnosti související s užíváním prostorů k bydlení
i práci. Špatná koncepce návrhu objektu může mít negativní následky, které
není možné vždy snadno napravit. (Kolářová (Fišarová), 2012).
Obecně dbát na vhodná opatření související s ochranou před nadměrným
hlukem a vibracemi je nutností a také dobrou investicí již ve fázi návrhu
stavby. Vždy je nutné se zaměřit jak na umístění stavby (urbanistickou
akustiku), tak na dispoziční řešení a návrh dílčích stavebních konstrukcí
(akustiku stavebních konstrukcí) a následně na zdroje hluku a vibrací umístěné
v objektu nebo v jeho blízkosti.
Speciální obor pak dále představuje akustika prostorová, která se zabývá
uzavřenými prostory. V rámci řešení prostorové akustiky je pak pozornost
zaměřena především na vyhodnocování doby dozvuku prostoru, případně
na další veličiny jako je například srozumitelnost v jednotlivých místech
prostoru.
Tato příručka si klade za cíl přiblížit právě základní oblasti stavební
akustiky (akustiku urbanistickou, stavebních konstrukcí a prostorovou) tak,
aby přispěla k lepší orientaci při řešení reálných projektů ve stavební praxi.
Zaměřuje se na přiblížení základních pojmů, na související legislativní
požadavky a způsoby řešení jednotlivých problémů. Publikace je doplněna
o praktické příklady, které mají čtenáři pomoci při orientaci v problematice
stavební akustiky tak, aby získané znalosti mohl co nejsnadněji aplikovat
ve stavební praxi.
10
2 ZÁKLADNÍ POJMY A VELIČINY
2.1 Zvuk, hluk, vibrace
Zvukem se rozumí každé mechanické vlnění pružného prostředí, kdy
dochází k šíření rozruchu od zdroje. Leží-li frekvence zvuku ve slyšitelném
pásmu lidského ucha, tzn. od 20 Hz – 20 kHz, vnímá ucho tento zvuk
sluchem. Akustické vlnění o frekvenci nižší než 20 Hz se označuje jako
infrazvuk, nad 20 kHz pak jako ultrazvuk.
Hlukem se označuje každý nežádoucí zvuk, který působí na člověka
z nějakého důvodu rušivě.
Vibracemi, otřesy se označuje mechanické kmitání v případě, že se mluví
o šíření zvuku pevným materiálem. Chvění pak představuje vibrace, otřesy
s frekvenčním rozsahem, který je omezen na pásmo frekvencí slyšitelných
lidským uchem od 20 Hz – 20 kHz, (Nový, 2000).
Přesná definice hluku a vibrací viz (Zákon č. 258/2000 Sb., 2000).
2.2 Vliv hluku a vibrací na člověka
Zvuk je přirozený projev přírodních jevů a různých aktivit člověka. Sluch
představuje jeden z nejbohatších zdrojů informací. Nebezpečnost hluku
spočívá v tom, že lidský organismus nemá proti působení akustických signálů
významné obranné mechanismy, jako je tomu například u zraku, kdy můžeme
škodlivý vjem ovlivnit zavřením očí. Hluk je škodlivý nejen z hlediska
biologického (vliv na nervové vypětí, neurovegetativní poruchy, vysoký krevní
tlak, až poškození sluchového orgánu), ale také z hlediska ekonomického,
kdy nadměrná expozice přispívá ke snížení produktivity práce a zvýšení
nemocnosti, (Jokl, 1993).
Vnímání vibrací je ovlivněno celou řadou faktorů. Jedná se o komplexní
fyziologický a psychologický vjem zprostředkovaný celou řadou receptorů.
Dané vzruchy se přenášejí centrální nervovou soustavou do mozku, kde se
integrují a kde také vzniká subjektivní vjem. Velikost vjemu je určena nejen
kmitočtem, ale i rychlostí, respektive zrychlením kmitavého pohybu.
Vjem vibrací na kmitočtech nižších než 15 Hz je dán funkcí vestibulárního
aparátu. Vnímání vibrací na nízkých kmitočtech je zprostředkováno dále
receptory, které jsou v kloubech, šlachách a svalech.
Vibrace o kmitočtech vyšších než 15 Hz jsou vnímány pomocí receptorů
na tlak, které se nacházejí v měkkých tkáních a kůži.
11
Nepříznivý a mnohdy i škodlivý účinek vibrací na člověka je závislý
na způsobu jejich přenosu ze zdroje na člověka a na vedení v organismu
samotném.
Expozice osoby intenzivními vibracemi je spojena s nepříjemným
subjektivním vjemem nepohody, který může být posuzován jak
z fyziologického, tak i z psychologického hlediska. Při delší expozici
vibracemi jsou průvodním jevem příznaky změn v centrálním nervovém
systému, (Jokl, 1993).
2.3 Akustické vlnění
Zvuk se může šířit v plynném, kapalném i pevném prostředí ve formě
akustického vlnění. Je-li toto prostředí izotropní, šíří se zvuk všemi směry
stejnou rychlostí a místa, do nichž vlnění dospělo za stejnou dobu, leží
na ploše označované jako vlnoplocha.
Vlnoplocha se pak vyznačuje tím, že všechny body, které na ní leží,
vykazují v daný okamžik stejný akustický stav a kmitají se stejnou fází.
Podle toho, zda částice prostředí kmitají ve směru šíření vlnění nebo kolmo
k němu, se dělí vlnění na podélné (longitudinální) a příčné (torzní). U plynů
a kapalin se může vyskytovat pouze podélné akustické vlnění, protože tyto
látky jsou pružné pouze ve smyslu objemové stlačitelnosti. U materiálů
elastických se může vyskytovat vlnění podélné i příčné, protože vykazují
pružnost nejenom v tahu a tlaku, ale také ve smyku. Kombinací těchto
namáhání vzniká kmitání ohybové. Ohybové vlnění je z hlediska šíření
a vyzařování zvuku nejdůležitější.
2.4 Harmonické kmitání oscilátoru
Základní pojmy popisující harmonické kmitání jsou znázorněny na Obr. 1,
ze kterého jsou rovněž patrné vzájemné vazby popisovaných veličin.
Časový průběh harmonického kmitání, (Nový, 2000), (de Silva, 2005), (Brepta, a
další, 1994), (Vaňková, a další, 1995)
12
Doba kmitu (perioda) T [s] je určena časem mezi dvěma sousedícími
stejně velkými a stejně orientovanými výchylkami, viz Obr. 1. Perioda T
určuje také frekvenci (kmitočet) f [Hz] a úhlovou frekvenci (kmitočet) ω
[s-1]. Frekvence určuje počet kmitů za sekundu, které vykoná kmitající hmotný
bod.
Vzdálenost, kterou urazí zvuková vlna za dobu jedné periody, se nazývá
vlnová délka λ [m]. Vlnová délka úzce souvisí s tím, jaký druh akustického
vlnění může v daném konstrukčním prvku vzniknout. Hlavní podmínkou
vzniku vlnění v určitém materiálu a prvku je jeho rozměr l [m], který musí být
minimálně roven poloviční délce vlny, (Nový, 2000).
2.5 Akustický tlak
Celkový tlak v určitém místě a čase t [s] je dán součtem barometrického
tlaku ps [Pa] a okamžitého akustického tlaku pt [Pa]. Pro usnadnění práce
při výpočtu jsou často uvažovány maximální, efektivní a střední hodnoty
akustických veličin.
střef ppp 57,141,1max (1)
střef ppp 11,1707,0 max (2)
max636,09,0 ppp efstř (3)
kde pmax špičková hodnota akustického tlaku, [Pa];
pef efektivní hodnota akustického tlaku, [Pa];
pstř střední hodnota akustického tlaku, [Pa].
2.6 Energetické veličiny charakterizující vlnění
Množství akustické energie, které je přeneseno prostorem za jednotku času,
se nazývá akustickým výkonem W [W].
dt
dEW (4)
kde E množství akustické energie, [J];
t čas, [s].
U prostorového vlnění je přenášený výkon závislý na velikosti plochy,
kterou vlnění prochází. Z těchto důvodů byla zavedena veličina okamžitá
intenzita zvuku I [W·m-2].
13
dS
dWI (5)
kde W akustický výkon, [W];
S plocha, přes kterou vlnění prochází, [m2].
Podle polohy zdroje hluku a vibrací v prostoru je vždy nutno charakterizovat
způsob jeho vyzařování. Nerovnoměrnosti vyzařování lze vyjádřit pomocí
činitele směrovosti Q [-]. Pro bodový zdroj umístěný v prostoru a nijak
neomezený dosahuje hodnota Q = 1, Q = 2 uvažujeme v případě vyzařování
zdroje do poloprostoru, například v případě umístění na fasádě objektu, Q = 4
lze uvažovat při umístění v rohu, pro zdroj v koutě je pak hodnota Q = 8.
Činitel směrovosti zdroje zvuku v závislosti na jeho poloze: a) bodový zdroj, b) zdroj
vyzařující do 1/2 prostoru (např. na podlaze), c) zdroj vyzařující do 1/4 prostoru
(roh), d) zdroj vyzařující do 1/8 prostoru (kout)
2.7 Hladinové vyjádření
Akustické veličiny, které lze k popisu šíření zvuku od zdroje použít jsou
například výše zmiňovaný akustický tlak p [Pa], akustická rychlost v [ms-1],
akustická intenzita zvuku I [W·m–2], akustický výkon W [W].
Tyto veličiny se však v praxi mění o mnoho řádů. Toto je jeden z důvodů,
proč byla pro práci s těmito veličinami zavedena logaritmická stupnice
a jednotka decibel [dB]. Při použití hladin je vždy nutno stanovit referenční
hodnoty, ke kterým se dané veličiny budou vztahovat. Referenční hodnoty jsou
stanovené platnou legislativou, (ČSN ISO 1683 (011626), 2009). Hladina
akustické veličiny X [dB] je pak obecně definována následujícím vztahem:
0
log10X
XLX (6)
kde X sledovaná akustická veličina,
X0 referenční hodnota sledované akustické veličiny.
14
Akustický tlak a hladina akustického tlaku typických zdrojů hluku jsou
pro představu uvedeny na následujícím Obr. 3, (http://www.auris-
audio.cz/kolik-decibelu-skodi).
Akustický tlak a hladina akustického tlaku běžných zdrojů hluku, (http://www.auris-
audio.cz/kolik-decibelu-skodi)
Vazby jednotlivých hladin akustických veličin lze shrnout do následujících
vztahů, (7 ̶ 9):
2,0 pI LL (7)
SLL Wp log10 (8)
Odvození: SLS
LLS
WS
WI wWp log10
1log10
1
S
QLL Wp log10 (9)
15
kde LI hladina akustické intenzity, [dB];
Lp hladina akustického tlaku, [dB];
LW hladina akustického výkonu, [dB];
S měřící plocha obklopující zdroj zvuku, 4πr2, [m2];
Q směrový činitel pro daný směr, [–].
Potřebujeme-li sečíst v hladinovém vyjádření vliv více zdrojů hluku, je
nutné provést součet logaritmický, nikoliv aritmetický!!!
Pro součtovou hladinu LX,S [dB] od více různých zdrojů platí vztah:
ixL
SXL ,1,0
, 10log10 (10)
Pro součtovou hladinu LX,S [dB] od více stejných zdrojů pak platí:
nLL iXSX log10,, (11)
kde Lx,i hladina akustické veličiny i–tého zdroje zvuku, [dB];
n počet stejných zdrojů hluku, [–].
Při popisu a sledování vlivu zvuku na zdraví člověka je nutno zohlednit
specifickou vlastnost lidského ucha a to jeho schopnost různého vnímání
zvuků o různých kmitočtech a intenzitě. Nejlépe lidské ucho vnímá kmitočet
kolem 1000 Hz, což přibližně odpovídá lidské řeči.
S ohledem na snahu přiblížit se těmto vlastnostem sluchového orgánu byly
zavedeny tzv. váhové filtry, které upravují citlivost zvukoměru z hlediska
vnímání lidského ucha. Rozlišujeme filtr A, B, C, D.
Pro běžné použití ve stavební praxi bývá nejčastěji užíván váhový filtr A
[dB]. Ke každé změřené hladině je pak připočítána hodnota KA váhového
filtru. Některé frekvence jsou pak zvýšeny, některé sníženy dle charakteru
vnímání lidského sluchového orgánu.
16
2.8 Základní vztahy mezi veličinami
1. Akustická intenzita I [Wm–2] S
WQI
2. Hladina akust. výkonu Lw [dB]
0
log10W
WLW
10
0 10WL
WW
WW 12
0 101
3. Hladina akust. tlaku Lp [dB]
0
log20p
pLp ; 20
0 10pL
pp
Pap 5
0 102
4. Hladina akust. intenzity LI [dB]
0
log10I
ILI ; 10
0 10IL
II
212
0 101 WmI
5. Vazba mezi LI [dB] a Lp [dB] pIpI LLLL 2,0
6. Vazba mezi Lp [dB] a Lw [dB]
S
QLL Wp log10
7. Součtová hladina LX,S [dB] ixL
SXL ,1,0
, 10log10
nLL iXSX log10,,
(pro n stejných zdrojů hluku)
8. Pro bodové (kulové) zdroje
2
11,2, log20
r
rLL pp
9. Pro přímkové (liniové) zdroje
2
11,2, log10
r
rLL pp
10. Pro plošné (rovinné) zdroje 1,2, pp LL
17
2.9 Praktická část - příklady
1. PŘÍKLAD
Zadání:
Porovnejte výsledky hladin akustického tlaku Lp, jsou-li v provozu jeden,
dva a čtyři naprosto stejné zdroje hluku (například se může jednat o VZT
jednotku, mluvícího člověka a podobně). Konkrétní situace je vyobrazena
na schématu zadání. Lp,1=Lp,2=Lp,3=Lp,4=55dB.
Dále proveďte porovnání s výslednou hladinou akustického tlaku Lp
při působení dvou výrazně rozdílných zvukových signálů. Lp,1=53dB,
Lp,2=54dB, Lp,3=55dB a Lp,4=66dB.
Schéma situace:
Potřebné vztahy:
nLL iXSX log10,, ; ixL
SXL ,1,0
, 10log10
Výpočet:
dBLL zdrojpzdrojep 582log10552log101,2,
dBL zdrojpzdrojp LL
zdrojep 581010log101010log10 5,55,51,01,0
2,1,1,
dBLL zdrojpzdrojep 614log10554log101,4,
zdrojpzdrojpzdrojpzdrojp LLLL
stejnezdrojepL 1,1,1,1, 1,01,01,01,0
,4, 10101010log10
dB6110101010log10 5,55,55,55,5
zdrojpzdrojpzdrojpzdrojp LLLL
ruznezdrojepL 4,3,2,1, 1,01,01,01,0
,4, 10101010log10
dB8,6610101010log10 6,65,54,53,5
18
Závěr:
Při provozu dvou stejných zdrojů hluku dojde k navýšení hladiny
akustického tlaku o 3 dB ve srovnání s provozem jednoho ze zdrojů.
Při provozu čtyř stejných zdrojů dojde k nárůstu o 6 dB ve srovnání
s provozem jednoho z těchto zdrojů. Obecně tedy při zdvojnásobení počtu
stejných zdrojů hluku dochází k nárůstu hladiny akustického tlaku
o 3 dB.
Pokud jsou zapojeny výrazně rozdílné zdroje hluku (o více než 10 dB),
výsledná hodnota je téměř rovna hladině nejhlučnějšího zdroje a ostatní zdroje
mají na výsledem jen malý vliv. Pokud má být případné opatření proti hluku
efektivní, pak musí být směřováno na tento nejhlučnější zdroj.
2. PŘÍKLAD:
Zadání:
Stanovte hladinu akustického tlaku Lp v místě posluchače od dvou
rozdílných zdrojů hluku dle zadaného schématu.
Schéma situace:
Potřebné vztahy:
2
11,2, log20
r
rLL pp ;
S
QLL Wp log10 ; ixL
SXL ,1,0
, 10log10
19
Výpočet:
Hladina akustického tlaku v místě posluchače od zdroje 1:
dBr
rLL rpzdrojrp 53
60
15log2065log20
1
4,1,, 41
Hladina akustického tlaku v místě posluchače od zdroje 2:
dBr
QLL zdrojWzdrojrp 52
454
2log1093
4log10
22
2
2,2,2,
Logaritmický součet hladin akustického tlaku od zdroje 1 a 2:
dBL ipL
zdrojp 5,551010log1010log10 2,53,51,0
21,,
Závěr:
Výsledná hladina akustického tlaku v místě posluchače je 55,5 dB.
Obecně je vhodné si uvědomit, že hladina akustického výkonu představuje
charakteristiku samotného zdroje. U hladiny akustického tlaku, případně
intenzity, je nutno znát dále informaci o vzdálenosti, ve které byla hladina
zjištěna. V praxi bývá často popis těchto veličin neúplný. Příkladem může být
zařízení, u kterého se projektant z technických listů dozví pouze následující:
hluk 55dB. V takovémto případě je vždy nutné vznést dotaz na uváděné
parametry a jejich význam a tak předejít případnému omylu.
3. PŘÍKLAD:
Zadání:
Stanovte hladinu akustického tlaku ve vzdálenosti 15 m a 100 m od:
a. bodového zdroje (například ventilátor);
b. liniového zdroje (například komunikace);
c. plošného zdroje (fasáda výrobní haly).
Hladinu akustického tlaku měřenou ve vzdálenosti 7,5 m uvažujte 80dB.
20
Schéma situace:
Potřebné vztahy:
2
11,2, log20
r
rLL pp ;
2
11,2, log10
r
rLL pp ; 1,2, pp LL
21
Výpočet:
1. Pro bodové (kulové) zdroje:
dBr
rLL pp 74
15
5,7log2080log20
2
15,7,1,15,2,
;
dBr
rLL pp 5,57
100
5,7log2080log20
2
15,7,1,100,2,
.
2. Pro přímkové (liniové) zdroje:
dBr
rLL pp 77
15
5,7log1080log10
2
15,7,1,15,2,
;
dBr
rLL pp 8,68
100
5,7log1080log10
2
15,7,1,100,2,
.
3. Pro plošné (rovinné) zdroje:
Charakter rovinného, plošného zdroje je do r1,5 x l, š, h haly,
při vzdálenosti větší pak dojde k přechodu na zdroj bodový, případně
liniový (dlouhé haly). Pokud je podmínka r1,5 x l, š, h haly splněna,
pak platí:
dBLL pp 805,7,1,15,2, ;
100,2,pL ve větší vzdálenosti od zdroje hluku je nutno zohlednit
velikost haly.
Závěr:
Při zdvojnásobení vzdálenosti od bodového zdroje (například ventilátor)
zvuku dochází k poklesu hladiny akustického tlaku o 6dB.
Při zdvojnásobení vzdálenosti od liniového zdroje zvuku (například
od komunikace) dochází k poklesu hladiny akustického tlaku o 3dB.
Při zdvojnásobení vzdálenosti od plošného zdroje hluku (například
fasáda výrobní haly) k poklesu hladiny akustického tlaku nedochází.
Ve větších vzdálenostech než r1,5 (2) x l, š, h haly (rozměry haly) se
fasáda již nechová jako zdroj plošný, rovinný, ale bude zdrojem bodovým,
případně s ohledem na délku haly zdrojem liniovým a k poklesu hladiny
akustického tlaku docházet bude.
22
23
24
3 AKUSTIKA A JEJÍ JEDNOTLIVÉ OBORY
Akustika je rozsáhlý vědní obor zabývající se studiem mechanických kmitů
v pružném prostředí a jevy spojenými s tímto kmitáním, především pak
vznikem zvukového vlnění, jeho šířením, vnímáním zvuku sluchem a jeho
přenosem.
Tento obor má řadu poddisciplín, mezi které lze zařadit například hudební
akustiku, fyziologickou akustiku, psychoakustiku, elektroakustiku,
hydroakustiku ale také akustiku technickou. Mezi jeden z oborů technické
akustiky pak můžeme zařadit akustiku stavební, kterou lze dále rozdělit
na akustiku urbanistickou, stavebních konstrukcí a prostorovou.
Následující text je zaměřen právě na základní informace související
s posledními jmenovanými obory významnými pro stavební praxi.
3.1 Vznik zvuku a základní poznatky o jeho šíření
Problematiku snižování hluku lze rozdělit na tři základní oblasti:
1. vlastní zdroj hluku a problémy s ním související;
2. šíření zvuku od zdroje k příjemci;
3. samotný člověk a jeho specifický způsob vnímání zvuku.
Tento text bude dále zaměřen, s ohledem na zaměření této publikace,
především na oblast druhou.
3.2 Nejčastější zdroje hluku a vibrací ve stavební praxi
Na stavební objekty může působit mnoho vlivů, jejichž projevem jsou
vznikající a šířící se hluk a vibrace. Z hlediska hodnocení podle platné
legislativy (Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., 2011) lze rozlišit venkovní zdroje
umístěné mimo budovu a zdroje uvnitř budovy samotné.
Jedním z hlavních venkovních zdrojů způsobujících hlukovou zátěž naší
populace je doprava, ať už se jedná o automobilovou, kolejovou nebo leteckou.
Mezi další venkovní zdroje lze zařadit například provozy výrobních závodů,
technické zázemí staveb, sportovní zařízení (hřiště, bazény) a kulturní zařízení
(divadla, kina, koncertní síně, diskotéky, provozy restauračního nebo
občerstvovacího typu).
K častým zdrojům hluku umístěným uvnitř budovy patří například výtahy,
kotelny, trafostanice, vytápěcí, chladící a větrací systémy.
Nezanedbatelná je samozřejmě problematika spojená se samotným užíváním
prostor, která je nejzávažnější v objektech určených pro bydlení. Problémy tam
25
přináší provoz ve společných komunikačních prostorech objektů,
na schodištích, chodbách, vstupních halách. V obytných budovách bývají
stížnosti směrovány často také na činnosti sousedů spojené s hovorem,
posloucháním TV nebo hudby, užíváním domácích spotřebičů (pračky, myčky,
digestoře), používáním hygienického zázemí bytu (koupelna, WC) a mnohé
další, (Kolářová (Fišarová), 2012).
3.3 Možnosti omezení šíření hluku a vibrací
Při snaze o ochranu akusticky chráněných prostor budov je nutné zaměřit
pozornost především na následující způsoby, (Nový, 2000):
o eliminace hluku a vibrací přímo na zdroji;
o volba vhodného dispozičního řešení;
o použití materiálů s dostatečnou zvukovou pohltivostí;
o konstrukcí s dostatečným zvukovým útlumem.
V případě eliminace hluku a vibrací přímo na zdroji je pozornost
zaměřena na omezení působení zdroje nebo dokonce na jeho odstranění. Tento
způsob ochrany místností je jistě velmi účinný, ale často ho nelze realizovat.
Jedním z nejefektivnějších způsobů ochrany před nadměrným hlukem
a vibracemi je volba vhodné dispozice navrhovaného objektu.
V řešené místnosti lze dále využít vyšší pohltivosti konstrukcí. V tomto
případě se jedná o aplikaci poznatků z oboru prostorové akustiky.
Poslední výše uvedený způsob představuje použití konstrukcí
s dostatečným zvukovým, případně antivibračním útlumem. Ochrana
místností pak spočívá v oddělení zdrojů od okolí prvky s dostatečnými
tlumícími vlastnostmi, (Kolářová (Fišarová), 2012).
26
27
4 URBANISTICKÁ AKUSTIKA
Urbanistická akustika se zabývá studiem akustických jevů ve venkovním
prostoru z hlediska ochrany vymezených míst (zejména v okolí budov)
před hlukem. Sleduje akustické vlastnosti venkovních zdrojů hluku
a venkovního prostředí, přičemž přihlíží k vlivům stavebních konstrukcí
a objektů, terénních útvarů a porostů a k dalším jevům.
Dominujícím zdrojem hluku v exteriéru z hlediska podílu na hlukové
expozici člověka je bezesporu doprava na pozemních komunikacích
následována dopravou železniční a leteckou, průmyslovým hlukem, hlukem
z provozoven, ze stavební činnosti, hlukem ze sousedství, z volnočasových
aktivit a dalšími.
Pojem komunální hluk pak představuje nechtěný nebo škodlivý zvuk
ve venkovním prostředí tvořený lidskou činností, včetně hluku ze silnic,
železnic, letišť a průmyslových míst.
Předpověď hladin akustického tlaku A z dopravy (obvykle výhled na 10 let)
je vyžadována orgány státní správy při územním řízení pro výstavbu nových
komunikací i při navrhování nových budov, (Kaňka, 2009).
Dohodnutou veličinou popisující akustickou situaci ve venkovním prostoru
představuje ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,T, [dB], kterou je
možné získat na základě měření nebo výpočtu. Tato hodnota je pak porovnána
se závaznými hygienickými limity stanovenými v (Nařízení vlády č. 272/2011
Sb., 2011).
4.1 Nařízení vlády č. 272/2011 Sb.
V (Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., 2011) jsou stanoveny požadavky
na ochranu zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Nařízení se
zaměřuje nejen na ochranu veřejného zdraví, ale i na ochranu zdraví
zaměstnanců. V tomto dokumentu jsou stanoveny hygienické limity hluku a
vibrací na pracovišti, hygienické limity pro chráněný vnitřní prostor staveb,
chráněný venkovní prostor staveb a chráněný venkovní prostor, hygienické
limity vibrací pro chráněný vnitřní prostor staveb a způsob měření a hodnocení
hluku a vibrací pro denní a noční dobu. Pro lepší orientaci v nařízení vlády je
nutné definovat několik základních pojmů.
Chráněným venkovním prostorem se rozumí nezastavěné pozemky, které
jsou užívány k rekreaci, sportu, léčení a výuce, s výjimkou prostor určených
pro zemědělské účely, lesů a venkovních pracovišť.
Chráněným venkovním prostorem staveb se rozumí prostor do 2 m okolo
bytových domů, rodinných domů, staveb pro školní a předškolní výchovu a
pro zdravotní a sociální účely, jakož i funkčně obdobných staveb.
28
Chráněným vnitřním prostorem staveb se rozumí obytné a pobytové
místnosti, s výjimkou místností ve stavbách pro individuální rekreaci
a ve stavbách pro výrobu a skladování.
Rekreace zahrnuje i užívání pozemku na základě vlastnického, nájemního
nebo podnájemního práva souvisejícího s vlastnictvím bytového
nebo rodinného domu, nájmem nebo podnájmem bytu v nich viz Zákon o
veřejném zdraví, 258/2000 Sb., díl 6, § 30, (3). Pozn. zahrada, sad, zatravněná
plocha představuje plochu pro zemědělské účely, tzn. nejedná se o plochy
určené k rekreaci.
Pobytové místnosti, dle vyhlášky 268/2009 Sb. o technických požadavcích
na stavby, § 3, j), představují místnosti nebo prostory, které svou polohou,
velikostí a stavebním uspořádáním splňují požadavky k tomu, aby se v nich
zdržovaly osoby.
Hlukem s tónovými složkami je myšlen hluk, v jehož kmitočtovém spektru
je hladina akustického tlaku v třetinooktávovém pásmu, případně i ve dvou
bezprostředně sousedících třetinooktávových pásmech, o více než 5 dB vyšší
než hladiny akustického tlaku v obou sousedních třetinooktávových pásmech,
hlukem s tónovými složkami je vždy hudba nebo zpěv,
(Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., 2011).
Hlukem s výrazně informačním charakterem je řeč,
(Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., 2011)
Hlukem pozadí představuje hluk v okolním prostředí.
Maximální hladina akustického tlaku LAmax nejvyšší hladina akustického
tlaku ve sledovaném období.
Ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,T je fiktivní ustálená
hladina akustického tlaku A, která má stejný účinek na člověka během
sledovaného časového úseku T, jako proměnlivá hladina akustického tlaku A
za stejný čas.
n
i
L
in
i
i
TAeq
Ai
T
T
L1
10
1
, 101
log10 (12)
kde LAj hladina akustic. tlaku A v i-tém časovém intervalu Ti [dB];
Ti délka i-tého časového úseku, [s];
T celkový časový interval, ke které se LAeq,T vztahuje, [s].
29
4.1.1 Hygienické limity hluku v chráněných vnitřních prostorech staveb,
§ 11, NV 272/2011 Sb.
Hodnoty hluku se vyjadřují ekvivalentní hladinou akustického tlaku A LAeq,T
a maximální hladinou akustického tlaku A LAmax.
Ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,T se v denní době stanoví
pro 8 souvislých a na sebe navazujících nejhlučnějších hodin (LAeq,8h), v noční
době pro nejhlučnější 1 hodinu (LAeq,1h). Pro hluk z dopravy na pozemních
komunikacích, s výjimkou účelových komunikací, a dráhách a pro hluk
z leteckého provozu se ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,T stanoví
pro celou denní (LAeq,16h) a celou noční dobu (LAeq,8h).
Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A se stanoví
pro hluk pronikající vzduchem zvenčí a pro hluk ze stavební činnosti
uvnitř objektu součtem základní hladiny akustického tlaku A LAeq,T, která
se rovná 40 dB a korekcí přihlížejících ke druhu chráněného prostoru a denní
a noční době podle Přílohy č. 2 NV 272/2011. V případě hluku s tónovými
složkami, s výjimkou hluku z dopravy na pozemních komunikacích a dráhách,
a hluku s výrazně informačním charakterem se přičte další korekce – 5 dB, 1).
Hygienický limit maximální hladiny akustického tlaku A se stanoví
pro hluk šířící se ze zdrojů uvnitř objektu součtem základní maximální
hladiny akustického tlaku A LAmax, která se rovná 40 dB a korekcí
přihlížejících ke druhu chráněného vnitřního prostoru a denní a noční době
podle Přílohy č. 2 NV 272/2011 Sb. V případě hluku s tónovými složkami,
s výjimkou hluku z dopravy na pozemních komunikacích a dráhách, se přičte
další korekce –5 dB. Za hluk ze zdrojů uvnitř objektu, s výjimkou hluku
ze stavební činnosti, se pokládá i hluk ze zdrojů umístěných mimo tento
objekt, který do tohoto objektu proniká jiným způsobem než vzduchem,
zejména konstrukcemi nebo podložím.
Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A pro hluk
ze stavební činnosti uvnitř objektu LAeq,s se stanoví tak, že se
k hygienickému limitu v ekvivalentní hladině akustického tlaku A LAeq,T
stanovenému podle 1) přičte v pracovních dnech pro dobu mezi sedmou
a dvacátou první hodinou korekce +15 dB, (Nařízení vlády č. 272/2011 Sb.,
2011).
Konkrétní příklady stanovení limitů v chráněném vnitřním prostoru staveb:
o obytný dům, hluk od výtahu v denní době, není tónová složka: limit
LAmax=40dB;
o obytný objekt, hluk od VZT sousedního domu v denní době, není tónová
složka: LAeq,8h=40dB.
30
4.1.2 Hygienické limity hluku v chráněných venkovních prostorech
staveb a v chráněném venkovním prostoru, § 12, NV 272/2011 Sb.
Hodnoty hluku, s výjimkou vysokoenergetického impulsního hluku, se
vyjadřují ekvivalentní hladinou akustického tlaku A LAeq,T. V denní době se
stanoví pro 8 souvislých a na sebe navazujících nejhlučnějších hodin (LAeq,8h),
v noční době pro nejhlučnější 1 hodinu (LAeq,1h). Pro hluk z dopravy
na pozemních komunikacích, s výjimkou účelových komunikací, a dráhách
a pro hluk z leteckého provozu se ekvivalentní hladina akustického tlaku A
LAeq,T stanoví pro celou denní (LAeq,16h) a celou noční dobu (LAeq,8h).
Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A, s výjimkou
hluku z leteckého provozu a vysokoenergetického impulsního hluku, se
stanoví součtem základní hladiny akustického tlaku A LAeq,T, která se
rovná 50 dB a korekcí přihlížejících ke druhu chráněného prostoru a denní
a noční době podle Přílohy č. 3 k NV č. 272/2011. V případě hluku s tónovými
složkami, s výjimkou hluku z dopravy na pozemních komunikacích a dráhách,
a hluku s výrazně informačním charakterem se přičte další korekce –5 dB.
Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A pro hluk
ze stavební činnosti LAeq,s se stanoví tak, že se k hygienickému limitu
ekvivalentní hladiny akustického tlaku A LAeq,T stanovenému v předchozím
odstavci přičte další korekce podle části B Přílohy č. 3 v NV č. 272/2011 Sb.
Konkrétní příklady stanovení limitů v chráněném venkovním prostoru
a v chráněném venkovním prostoru staveb:
o obytná budova, zdroj komunikace II. třídy, chráněný venkovní prostor
stavby, noční období: LAeq,8h=50+10–10=50dB;
o obytná budova, zdroj stacionární, noční období:
LAeq,1h=50+0–10=40dB.
31
Konkrétní příklad stanovení hygienických limitů dle NV č. 272/2010 Sb.
4.2 Šíření zvuku v reálném prostředí - ve vzduchu
Reálné plynné prostředí vykazuje určité ztráty přenosu energie. Jedná se
především o následující vlivy:
1. Útlum absorpcí vzduchu – tento útlum je výrazně závislý na relativní
vlhkosti vzduchu a kmitočtovém složení. Zvuky vysokofrekvenční budou
při větších vzdálenostech vykazovat značné dodatečné útlumy. Naopak
nízkofrekvenční zdroje nebudou prakticky tlumeny.
2. Útlum vlivem mlhy, deště, sněhu.
3. Útlum vlivem větru, rozdílů teplot, atmosférickou turbulencí a
podobně – někteří autoři ve svých publikacích uvádějí informace
o možnostech vzniku akustického stínu v místech položených od zdroje
ve směru proti větru. Není možné si tuto informaci vykládat jako přímý
vliv pohybu vzduchu (rychlosti větru jsou proti rychlostem šíření zvuku
zanedbatelné), ale jako vliv gradientu větru, který může zvukové vlny
ohýbat vzhůru. Vliv ohybu zvukové vlny se pak uplatní i v případě vlivu
teplotních rozdílů, (Nový, 2000).
4. Útlum vlivem porostu – obecně lze uvést, že pokles hladiny akustického
tlaku vlivem porostu je laickou veřejností často špatně interpretován,
přeceňován. Pokud chceme dosáhnout významnějšího útlumu vlivem
porostu, musí se totiž jednat o poměrně široký pás zeleně (v desítkách
m), dále se musí jednat o pás hustý (nižší porost kombinovaný
32
s vysokým), neopadavý. Dále je nutno vzít v úvahu, že tento pás musí
být v dané situaci již vzrostlý.
Pokud přece jen chceme započítat vliv pásu zeleně, používá se k tomuto
účelu činitel útlumu porostu β [–], závislý na frekvenci a druhu
porostu, podrobněji viz (Donaťáková, 2007).
5. Útlum prostorovou (sférickou) disperzí – „útlum vlivem vzdálenosti“
– při šíření zvuku od zdroje dochází vlivem rostoucí vzdálenosti
k poklesu hladiny akustického tlaku zvuku. Zmenšení není závislé na
frekvenci zvuku. Tento přenosový útlum sférickou disperzí Dt [dB] je
pak možné určit podle následujících vztahů, vždy v závislosti na typu
zdroje hluku:
o pro bodový zdroj
2
1log20r
rDt (13)
o pro liniový, přímkový zdroj
2
1log10r
rDt (14)
kde r1 menší vzdálenost od zdroje zvuku, [m];
r2 větší vzdálenost od zdroje zvuku, [m].
6. Útlum vlivem překážek – je-li mezi zdroj a posluchače vložena tuhá
překážka – například zeď, budova, terénní val, dochází k poklesu
intenzity zvuku, ke vzniku zvukového stínu za překážkou. Za překážku
se pak zvuk šíří ohybem a velikost zvukového stínu závisí na velikosti
překážky a vlnové délce šířícího se zvuku. Délka vlnového stínu l [m] je
pak dána následujícím vztahem:
4
2Ll (15)
kde L délka překážky, [m];
λ vlnová délka přenášeného signálu, [m].
Ohybem zvuku přes překážky se zabýval A.J. Fresnel. Schéma principu
šíření zvuku přes překážku je pak uvedeno na Obr. 5.
33
Schéma šíření zvuku přes bariéru od bodového, stacionárního zdroje, (Nový, 2000)
Útlum Ds [dB] vlivem vložení překážky se při dodržení okrajových
podmínek a>>λ a b>>λ určí ze vztahu:
1011112
log10
22
b
hb
a
haDS
(16)
kde λ vlnová délka přenášeného signálu, [m];
a, b, c, d, h rozměry dle Obr. 5, [m].
Při návrhu protihlukových zástěn je důležité dodržovat pravidla
uvedená v následujících bodech. Tyto zásady platí pro zastínění hluku
od bodového, stacionárního zdroje hluku, (Nový, 2000):
1. Uvedený vztah platí pro nekonečnou stěnu, je nutno dodržovat
minimální přesah 2h na každou stranu od spojnice pozorovatele
s okrajem překážky, viz Obr. 5.
2. Zástěna musí být koncipována tak, aby se vlivem dopadu akustických
vln nadměrně nerozkmitala a nevyzařovala energii za překážku.
3. V zástěně nesmějí být žádné otvory.
4. Na straně ke zdroji se doporučuje zástěnu obložit pohltivým
materiálem, čímž lze zvýšit její efekt až o 5dB.
5. Při aplikacích zástěny v uzavřeném prostoru by mohl být účinek
zástěny snížen vlivem odrazu zvuku od stěn místnosti. V tomto případě
je nezbytně nutné obložit stěny kolem zdroje hluku pohltivým
materiálem.
34
Pro rychlý návrh útlumu zvuku ohybem D [dB] protihlukové bariéry podél
komunikace vzhledem k hladině akustického tlaku A lze využít následující
vztah, (Nový, 2000):
18,0log67,218,0log47,1041,13 2 zzDS (17)
kde z rozdíl dráhy zvuku přes překážku a vzdálenosti zdroje
od pozorovatele, [m].
badcz (18)
kde a, b, c, d rozměry dle Obr. 5, [m].
Kromě tenkých stěn, které jsou charakterizovány především svou výškou a
délkou, mohou další protihlukové překážky představovat objekty hmotné, které
jsou charakterizovány také svou šířkou a dále přirozené nebo uměle
vybudované terénní útvary. V této souvislosti se pak uplatňuje také útlum
vlivem široké překážky DSŠ [dB], který je dán následujícím vztahem,
(Donaťáková, 2007):
š
fBD
SŠ5,54
log (19)
kde B korekční činitel, který se určí pomocí Grafu 1, [–];
f frekvence, [Hz];
š šířka překážky, [m].
35
Nomogram pro určení korekčního činitele B, (Donaťáková, 2007)
kde αZ a αP úhly získané ze schématu situace, [°] ,
viz Obr. 6, (Donaťáková, 2007)
Schéma situace šíření hluku přes širokou bariéru, (Donaťáková, 2007)
36
4.3 Základních vztahy mezi veličinami
11. Ekvivalentní hladina akustického tlaku [dB]
n
i
L
in
i
i
TAeq
Ai
T
T
L1
10
1
, 101
log10
4.4 Praktická část - příklady
4. PŘÍKLAD:
Zadání:
Určete ekvivalentní hladina akustického tlaku A na pracovním místě
pro osmihodinovou pracovní dobu. Na sledovaném pracovišti je v provozu
zdroj hluku o LA,1=81dB po dobu 135 minut. Po zbytek pracovní doby byla
změřena hladina LA,2=62dB. Uvažujte, že zadané zdroje hluku nejsou
v provozu současně.
Tabulka zdrojů hluku:
Ozn. LA,i Ti
[dB] [min]
1. zdroj 81 135
2. zdroj 62 345
ΣTi 480
Grafické znázornění zadání příkladu
37
Potřebné vztahy:
n
i
L
in
i
i
TAeq
Ai
T
T
L1
10
1
, 101
log10
Výpočet:
dBL hAeq 6,751034510135480
1log10 621,0811,0
8,
Závěr:
Ekvivalentní hladina akustického tlaku A LAeq,8h zjištěná pro posuzované
pracoviště je 75,6 dB.
Poznámka:
Hluk pozadí je samozřejmě v lokalitě přítomen stále, po celých 8h, ale
při chodu významně hlučnějšího zdroje nebude mít vliv na výsledný součet.
Z tohoto důvodu je uvažován pouze po dobu 345 minut.
5. PŘÍKLAD:
Zadání:
Ve výrobním areálu je umístěn zdroj hluku. Měřením byly zjištěny jeho
hladiny akustického tlaku A uvedené v Tab. 1 ve vzdálenosti 10 m od tohoto
zdroje hluku. Výrobní hala je v provozu 24 hodin denně.
Zjistěte, zda je ve vzdálenosti 200 m od tohoto zdroje možné realizovat
výstavbu bytového objektu dle níže uvedeného schématu.
Tab. 1. Tabulka změřených dat LpA,10 m
f [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000
LpA,i [dB] 65 75 81 79 75 67
Hygienické limity dle NV č. 272/2011 Sb.:
Hygienické limity hluku v chráněných venkovních prostorech staveb a
v chráněném venkovním prostoru se stanoví dle § 12.
38
Hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A se stanoví
součtem základní hladiny akustického tlaku A LAeq,T, která se rovná 50 dB a
korekcí přihlížejících ke druhu chráněného prostoru a denní a noční době podle
Přílohy č. 3 k NV č. 272/2011, (k1=0dB – hluk z provozovny, k2=0dB – denní
doba, –10dB – noční doba).
o Hygienický limit pro denní období = 50 + 0 + 0= 50dB;
o Hygienický limit pro noční období = 50 + 0 – 10 = 40dB.
Schéma situace:
Potřebné vztahy:
ipL
SpL ,1,0
, 10log10 ;
2
11,2, log20
r
rLL rprp
Výpočet:
dBL mpA 4,84101010101010log10 671,0751,0791,0811,0751,0651,0
10,
dBLpA 4,58200
10log204,84200,
Závěr:
Dle hygienického limitu uvedeného v NV č. 272/2011 Sb. nelze bytový dům
dle zadané situace realizovat.
Výsledná hodnota LpA,200 = 58,4 dB > 50dB. Hygienický limit v denním
období je překročen. Výsledná hodnota LpA,200 = 58,4 dB > 40dB. Hygienický
limit v nočním období je také překročen.
39
Možnosti nápravy jsou následující:
o Realizovat některé z opatření na zdroji – jeho výměna, oprava, přesun
z druhé strany haly, …
o Omezit chod hlučného zařízení, viz následující vztah:
n
i
L
in
i
i
TAeq
Ai
T
T
L1
10
1
, 101
log10
o Odsunout objekt BD dále od zdroje, výpočet viz vztah:
2
11,2, log20
r
rLL rprp
o Vybudování protihlukové bariéry – široká bariéra (například vybudování
skladovací haly mezi zdroj a chráněný bytový objekt – pozor na hluk
od naskladňování a vyskladňování haly), tenká bariéra (protihluková
stěna). Viz následující příklady.
o …
6. PŘÍKLAD:
Zadání:
Vypočítejte hladinu akustického tlaku A 2m před fasádou
projektovaného bytového domu. Zdroj hluku je umístěn ve výrobním areálu
dle následujícího schématu, jeho hlukové charakteristiky jsou zjištěny
měřením a nabývají hodnot dle předchozího příkladu. Rozhodněte, zda bytový
objekt může být v lokalitě takto realizován. Výrobní hala je v provozu
24 hodin denně.
Hygienické limity dle NV č. 272/2011 Sb.:
Hygienické limity hluku v chráněných venkovních prostorech staveb a
v chráněném venkovním prostoru se stanoví stejně jako v předchozím příkladu
dle § 12.
Konkrétně hygienický limit ekvivalentní hladiny akustického tlaku A se
stanoví součtem základní hladiny akustického tlaku A LAeq,T, který se rovná
50 dB a korekcí přihlížejících ke druhu chráněného prostoru a denní a noční
době podle Přílohy č. 3 k NV č. 272/2011, (k1=0dB – hluk z provozovny,
k2=0dB – denní doba, –10dB – noční doba).
40
o Hygienický limit pro denní období= 50 + 0 + 0 = 50dB
o Hygienický limit pro noční období = 50 + 0 – 10 = 40dB
Schéma situace:
Potřebné vztahy:
f
c0 ;
2
1log20r
rDt ;
1011112
log10
22
b
hb
a
haDS
;
stAA DDLL 10,300, .
41
Výpočet:
125 250 500 1000 2000 4000
LpA,10m [dB] 65 75 81 79 75 67
Dt [dB] 29,5 29,5 29,5 29,5 29,5 29,5
λ [m] 2,72 1,36 0,68 0,34 0,17 0,085
Ds [dB] 9,7 12,7 15,7 18,7 21,7 24,7
LpA,200 [dB] 25,8 32,8 35,7 30,7 23,7 12,7
LpA,200 [dB] 38,7
Char. zdrojeFrekvence [Hz]
Závěr:
Dle hygienického limitu uvedeného v NV č. 272/2011 Sb. lze bytový dům
dle zadané situace realizovat.
Výsledná hodnota LpA,200 = 38,7dB < 50dB. Hygienický limit není v denní
době překročen.
Výsledná hodnota LpA,200 = 38,7dB < (40)dB. Hygienický limit není v noční
době překročen.
Poznámka:
Pokud by se jednalo o překážku širokou, například by mezi výrobní závod a
bytový dům byl navržen skladovací objekt, bylo by možné započítat ještě
útlum vlivem šířky překážky DSŠ dle vztahu (19). Musela by však být
zohledněna také zátěž bytového objektu od zásobování tohoto skladovacího
objektu.
42
43
5 AKUSTIKA STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ
Obor akustika stavebních konstrukcí se zabývá šířením zvuku z hlediska
zvukové izolace a s tím související ochranou vnitřního prostředí budov
před nepříznivým hlukem z okolí.
5.1 Způsoby šíření hluku a vibrací v budovách
Zvuk šířící se mezi vnitřními prostory budovy lze obecně rozdělit do dvou
kategorií. První představuje šíření zvuku vzduchem. Tento způsob přenosu
lze charakterizovat tím, že zdroj vyzařuje zvukové vlny do vzduchu vysílací
místnosti. Při průchodu zvuku dělící konstrukcí (stěnou, stropem) do místnosti
přijímací dochází ke snížení jeho intenzity. Rozhodující vliv pak představuje
vlastnost dělící konstrukce – neprůzvučnost. Tímto hlukem bývají postiženy
hlavně místnosti bezprostředně sousedící s místností se zdrojem hluku.
Při šíření zvuku konstrukcemi, které představuje druhou kategorii, se
jedná o zcela odlišný princip. Zdrojem může být běžná chůze uživatelů
po stropní konstrukci s podlahou nebo například výtahový stroj. Chvění je
přenášeno kotvením zdroje přímo do navazujících konstrukcí schodišť, stropů,
stěn. Zdrojem zvuku v přijímacích prostorech jsou pak okolní chvějící se
konstrukce, které zvuk do místnosti vyzařují. Zdroj je tím vydatnější, čím
silnější jsou budící síly, větší vyzařovací plocha a čím menší je vnitřní útlum
materiálů. Zvuk šířený konstrukcí může být tudíž přenášen i do vzdálenějších
míst objektu, než pouze do sousedících prostor zdroje a právě tato schopnost
představuje jeho velké nebezpečí, (Kolářová (Fišarová), 2012), (Kaňka, 2009).
Základní principy znázorňující způsoby šíření hluku a vibrací v budovách
jsou zjednodušeně ukázány na Obr. 7.
a) Šíření zvuku vzduchem, zdroj například mluvící uživatel objektu, b) Šíření zvuku
konstrukcí, zdrojem například výtahové zařízení a navazující komunikační prostory
schodiště, (Kolářová (Fišarová), 2012), (Kaňka, 2009).
44
5.2 Útlum chvění v konstrukcích
Všechny materiály, se kterými se v praxi setkáváme, vykazují při pružných
deformacích jisté ztráty energie, které jsou způsobené vnitřním tlumením.
Při šíření vlnění od zdroje intenzita chvění klesá v závislosti na vzdálenosti.
U běžných stavebních materiálů (cihla, beton) je tento pokles relativně malý.
Ke snížení energie chvění může docházet také vlivem vyzařování zvuku
z konstrukce do vzduchu.
Při šíření hluku a vibrací dochází obecně k ovlivňování přímočarého šíření
vlivem odrazu od překážek, ohybem v prostředí s měnícími se vlastnostmi
nebo lomem při přechodu z jednoho prostředí do prostředí s jinými
vlastnostmi. O míře odrazu, ohybu a lomu rozhoduje vlnová impedance
prostředí. O jednotlivých možnostech útlumu chvění vycházejícího z výše
popsaných jevů v konstrukcích pojednává podrobněji, (Nový, 2000).
5.3 Vzduchová a kročejová neprůzvučnost
Neprůzvučnost představuje schopnost stavební konstrukce propouštět zvuk
v zeslabené míře do chráněného prostoru.
V technické praxi jsou používané dva druhy neprůzvučnosti:
o Vzduchová neprůzvučnost, v tomto případě je sledováno šíření
akustické energie ze vzduchu přes dělící konstrukci opět do vzduchu.
Měření této veličiny probíhá za pomocí všesměrového zdroje zvuku
a mikrofonu. Měřené veličiny jsou pak hladina akustického tlaku A
ve vysílací i přijímací místnosti – Lp1 [dB] a Lp2 [dB], hluk pozadí –
B2 [dB], doba dozvuku T20 (T30) [s], objem přijímacího prostoru V2
[m3] a plocha společné části dělící konstrukce S2 [m2], viz Obr. 8.
Schéma šíření zvuku – vzduchová neprůzvučnost, princip měření vzduchové
neprůzvučnosti stěnové konstrukce, (autor)
45
Konkrétní veličiny definující vzduchovou neprůzvučnost stavebních
konstrukcí (stěny, stropy,…) jsou následující: stavební vzduchová
neprůzvučnost R´ [dB] – (měření provedené na stavbě, včetně bočních cest
šíření zvuku); laboratorní vzduchová neprůzvučnost R [dB] – (měření
provedené v laboratoři s eliminací bočních cest šíření zvuku); a normovaný
rozdíl hladin DnT, [dB], Dn [dB] – (pro místnosti, které nemají společnou
dělící plochu (tzn. bezprostředně spolu nesousedí) nebo když plochu S nelze
jednoznačně stanovit. (ČSN EN ISO 140-4, 2000), (ČSN EN 12354-1
(730512), 2001), (ČSN 73 0532, 2010).
A
SLLR log1021
´
(20)
kde L1 průměrná hladina akustického tlaku, určená měřením, ve vysílací
místnosti, [dB];
L2 průměrná hladina akustického tlaku, určená měřením, v přijímací
místnosti, [dB];
S plocha společné dělící konstrukce, [m2];
A celková zvuková pohltivost v přijímací místnosti, [m2].
0
21 log10T
TLLDnT
(21)
0
21 log10A
ALLDn
(22)
kde L1 průměrná hladina akustického tlaku, určená měřením, ve vysílací
místnosti, [dB];
L2 průměrná hladina akustického tlaku, určená měřením, v přijímací
místnosti, [dB];
T je doba dozvuku v místnosti příjmu zvuk, [s];
T0 referenční hodnota doby dozvuku (pro byty T0=0,5 s);
A celková zvuková pohltivost v přijímací místnosti, [m2];
A0 referenční pohltivost 10 m2.
o Kročejová neprůzvučnost, v tomto případě se jedná o vyzáření
energie z dělící konstrukce, která byla uvedena do ohybového vlnění
vlivem impulzů – kroků. Měření probíhá za pomocí normalizovaného
zdroje kročejového hluku, klepadla – zařízení se soustavou kladívek
dopadajících na podlahu. Měřené veličiny představují hladina
46
akustického tlaku A v přijímací místnosti – Lp2 [dB], hluk pozadí –
B2 [dB], doba dozvuku T20 (T30) [s] a objem přijímacího prostoru
V2 [m3], viz Obr. 9.
Schéma šíření zvuku – kročejová neprůzvučnost, princip měření kročejové
neprůzvučnosti stropní konstrukce, [autor]
V případě posuzování kročejové neprůzvučnosti mezi místnostmi se pak
jedná o stavební normalizovanou hladinu akustického tlaku kročejového
zvuku L´n – (pro místnosti se společnou celou plochou stropu se zkoušenou
podlahou, nebo kde zkoušená podlaha je součástí společné části stropu, která
je menší než plocha stropu při pohledu z přijímací místnosti), L´nT [dB] –
(pro místnosti, kde zkoušená podlaha nebo strop není součástí společného
stropu), (ČSN EN 12354–2 (730512), 2001), (ČSN 73 0532, 2010).
0
2
´ log10A
ALLn
(23)
kde L2 průměrná hladina akustického tlaku, určená měřením, v přijímací
místnosti, [dB];
A celková zvuková pohltivost v přijímací místnosti, [m2];
A0 referenční pohltivost 10 m2.
47
0
2
´ log10T
TLLnT
(24)
kde L2 průměrná hladina akustického tlaku, určená měřením, v přijímací
místnosti, [dB];
T doba dozvuku v přijímací místnosti, [s];
T0 referenční hodnota doby dozvuku (pro byty T0=0,5 s).
5.4 Hodnocení vzduchové neprůzvučnosti
Vzduchová neprůzvučnost R [dB] je veličina závislá na frekvenci a její
hodnota zpravidla s rostoucí frekvencí vzrůstá. Dělící konstrukce tedy obvykle
vyšší frekvence tlumí mnohem snadněji než nižší. Závislost však není lineární
a u různých konstrukcí se mění. V některých částech spektra také může
docházet k náhlému poklesu (výskyt rezonance, koincidence).
Z těchto důvodů se vzduchová neprůzvučnost obvykle zjišťuje výpočtem
nebo měřením v závislosti na frekvenci a to konkrétně v třetinooktávových
pásmech. Kmitočtový rozsah, ve kterém jsou hodnoty sledovány, je pak
stanoven od 100 – 3150 Hz.
Závislost neprůzvučnosti na frekvenci se zobrazuje pomocí lomené křivky
v normalizovaném diagramu. Hodnocení neprůzvučnosti stavebních konstrukcí
pomocí 16 hodnot by však bylo velice nepříjemné, proto je dán normou
postup, kdy porovnáním s tzv. směrnou křivkou dojde ke stanovení
jednočíselné charakteristiky, která následně slouží k vyhodnocení získaných
dat.
Středním kmitočtům třetin oktáv jsou tedy přiřazeny hodnoty tzv. směrné
křivky SK [dB] používané ke stanovení jednočíselné charakteristiky – vážené
vzduchové neprůzvučnosti Rw [dB], viz Tab. 2.
Tab. 2. Hodnoty směrné křivky vzduchové neprůzvučnosti SK v závislosti na frekvenci f,
(ČSN EN 12354-1 (730512), 2001)
f [Hz] 100 125 160 200 250 315 400 500
SK [dB] 33 36 39 42 45 48 51 52
f [Hz] 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150
SK [dB] 53 54 55 56 56 56 56 56
Pravidla pro určení jednočíselných charakteristik z výsledků měření
v třetinooktávových nebo oktávových pásmech jsou pak popsána v normě
(ČSN EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013).
48
Zjednodušeně lze postup stanovení jednočíselné charakteristiky popsat
následovně:
o V normě (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001) je dán tvar SK, viz
Tab. 3 – jedná se o dvakrát lomenou čáru.
o Hodnoty zjištěné měřením nebo výpočtem jsou pak s touto SK
porovnány. Pozn. je sledován rozdíl R (R´) - SK.
o Směrnou křivkou se pohybuje tak dlouho, dokud není ve „správné
poloze“, vzhledem k podmínkám uvedeným v normě, (ČSN EN ISO
717–1 (ČSN 73 0531), 2013).
o Posun se provádí pouze ve svislé ose a v kroku min. 1dB a sledují se
součty nepříznivých odchylek na jednotlivých frekvencích. Oblast
nepříznivých odchylek je zobrazena na Obr. 10 modrou barvou –
nepříznivá odchylka vzniká na těch frekvencích, kde jsou změřená
nebo vypočítaná data menší než hodnota směrné křivky.
o Součet těchto nepříznivých odchylek na sledovaných frekvencích
smí být maximálně 32 dB a současně se této hodnotě musí co
nejvíce blížit tak, aby jednočíselná charakteristika vycházela co
nejpříznivěji.
o K příznivým odchylkám, kdy změřena nebo vypočítaná data dosahují
vyšších hodnot než směrná křivka, případně posunutá směrná křivka,
se nepřihlíží a nejsou v sumě nijak zahrnuty.
o Pokud máme posunutou směrnou křivku v poloze, která odpovídá
výše uvedeným podmínkám, pak právě na této posunuté směrné
křivce stačí na frekvenci 500 Hz odečíst jednočíselnou
charakteristiku.
o Jednočíselná charakteristika představuje celé číslo bez desetinných
míst. Postup je zobrazen na Obr. 10. Pokud bychom uváděli hodnotu
jednočíselné charakteristiky s uvedením nepřesnosti, bude
vyhodnocení provedeno s přesností na 0,1 dB.
49
Schématický postup stanovení jednočíselné charakteristiky vzduchové
neprůzvučnosti, modře znázorněna oblast nepříznivých odchylek, [autor
s ČSN EN ISO 717-1]
Mezi doplňková kritéria dle (ČSN EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013)
patří dále faktory přizpůsobení spektra.
Faktory přizpůsobení spektru:
Rozeznávají se dva faktory přizpůsobení spektru C a Ctr pro vzduchovou
neprůzvučnost a kmitočtový rozsah 100 – 3150 Hz. Faktor přizpůsobení
spektra se vypočte s přesností na 0,1 dB a zaokrouhlí na celé číslo, viz (ČSN
EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013).
Značí se následujícím způsobem podle účelu použití:
C když je vypočten ze spektra č. 1 (růžový šum vážený funkcí A);
Ctr když je vypočten ze spektra č. 2 (městský doprav. hluk vážený funkcí A).
Faktor přizpůsobení spektru Cj [dB] vypočteme ze vztahu (25).
wAjj XXC (25)
kde j je index označující číslo spektra 1 a 2;
R´w=51dB
50
Xw jednočíselná veličina stanovená podle posunuté směrné křivky,
[dB];
10/)(
10log10 iij XL
AjX , [dB];
i index označující třetinooktávová pásma 100 Hz – 3150 Hz
nebo oktávová pásma 125 Hz – 2000 Hz;
Lij hladina uvedená pro spektrum j=1 nebo 2 pro i–tý kmitočet
dle (ČSN EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013), Tab. 3 –
Odpovídající faktory přizpůsobení spektru pro různé zdroje hluku,
[dB];
Xi neprůzvučnost R, nebo stavební neprůzvučnost R´,
nebo normalizovaný rozdíl hladin Dn nebo Dnt , při kmitočtu
a s přesností 0,1 dB, [dB].
Faktory přizpůsobení spektru C a Ctr byly zavedeny proto, aby se přihlédlo
k rozdílnostem spekter zvuku jako je růžový šum a hluk silniční dopravy a dále
pak, aby se lépe vyhodnotily křivky neprůzvučnosti s velmi nízkou hodnotou
v některém z jednotlivých pásem, viz Tab. 3,
(ČSN EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013). Hodnoty neprůzvučnosti se pak
uvádějí v následujícím tvaru:
);(´
trw CCR například )5;2(51 dB
Tab. 3. Odpovídající faktory přizpůsobení spektru pro různé typu zdroje hluku, (ČSN EN
ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013)
51
Je-li v objektech požadovaná zvýšená ochrana proti hluku,
viz (ČSN 73 0532, 2010), doporučuje jako požadavek použít součet
jednočíselné vážené neprůzvučnosti a faktoru přizpůsobení spektru.
Závěrem této kapitoly je nutno připomenout, že hodnoty vzduchové
neprůzvučnosti můžeme získat více způsoby. Jednotlivé postupy povedou
k získání dvou typů hodnot, které jsou na sebe při znalosti okrajových
podmínek převeditelné. Hodnoty Rw získané v laboratoři a hodnoty získané
R´w na reálné stavbě se pak od sebe, v případě vzduchové neprůzvučnosti, liší
o tzv. korekci k1 [dB].
Běžné hodnoty korekce k1 jsou následující:
o k1=2dB – dělící konstrukce v masivních zděných nebo montovaných
stavbách z klasických materiálů (kompaktní materiály bez dutin jako
například cihla plná pálená, beton, …);
o k1=3dB – materiály na bázi pórobetonu (například tvárnice
Ytong, …);
o k1=3 – 5dB – materiály typu THERM s vnitřním děrováním
(například Porotherm, Heluz, …);
o k1=4 – 8dB – dělící konstrukce lehké (například deskové dílce, SDK
konstrukce, dřevěné stropy, …).
Obecně pro složitější konstrukce nebo dispozice se doporučuje korekci
stanovit individuálně. Podrobněji viz (ČSN 73 0532, 2010).
Stavební váženou neprůzvučnost R´w [dB] pak v závislosti na znalosti
vážené laboratorní Rw [dB] stanovíme dle vztahu:
1
´ kRR ww (26)
kde Rw vážená (laboratorní) neprůzvučnost, [dB];
k1 korekce závislá na vedlejších cestách šíření zvuku, [dB].
5.5 Hodnocení kročejové neprůzvučnosti
Jak již bylo uvedeno, kročejový zvuk vzniká při aktivitě uživatelů v objektu
a pak se šíří konstrukcí. Aktivitou může být chůze po podlaze, pád předmětů,
posouvání nábytku. Tímto dynamickým namáháním se v konstrukci vytvoří
ohybové vlnění, které se konstrukcí šíří a uvádí ji do difúzního chvění.
Chvějící se konstrukce pak následně vyzařuje do svého okolí zvuk.
Stejně jako u neprůzvučnosti vzduchové se neprůzvučnost kročejová
obvykle zjišťuje výpočtem nebo měřením v závislosti na frekvenci a to
52
konkrétně v třetinooktávových pásmech. Kmitočtový rozsah, ve kterém jsou
hodnoty sledovány, je pak také stanoven od 100 – 3150 Hz.
Závislost neprůzvučnosti na frekvenci se zobrazuje opět pomocí lomené
čáry v normalizovaném diagramu a k hodnocení kročejové neprůzvučnosti je
dán normou postup, kdy porovnáním s tzv. směrnou křivkou dojde
ke stanovení jednočíselné charakteristiky, která následně slouží k vyhodnocení
získaných dat.
Středním kmitočtům třetin oktáv jsou přiřazeny hodnoty směrné křivky SK
[dB] používané ke stanovení jednočíselné charakteristiky – vážené
normalizované hladiny akustického tlaku kročejového zvuku Ln,w [dB], viz
Tab. 4.
Tab. 4. Hodnoty směrné křivky SK kročejové neprůzvučnosti v závislosti na frekvenci f,
(ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013)
f [Hz] 100 125 160 200 250 315 400 500
SK [dB] 62 62 62 62 62 62 61 60
f [Hz] 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150
SK [dB] 59 58 57 54 51 48 45 42
Pravidla pro určení jednočíselných charakteristik z výsledků měření
v třetinooktávových nebo oktávových pásmech jsou pak popsána v normě
(ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013).
Zjednodušeně lze postup stanovení jednočíselné charakteristiky popsat
následovně:
o V normě (ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013) je dán tvar SK,
viz Tab. 4 – jedná se o dvakrát lomenou čáru.
o Hodnoty zjištěné měřením nebo výpočtem jsou pak s touto SK
porovnány. Pozn. je sledován rozdíl SK – Ln (L´n)
o Směrnou křivkou se pohybuje tak dlouho, dokud není ve „správné
poloze“, vzhledem k podmínkám uvedeným v normě, (ČSN EN ISO
717–2 (ČSN 73 0531), 2013).
o Posun se provádí pouze ve svislé ose a v kroku min. 1dB a sledují se
součty nepříznivých odchylek na jednotlivých frekvencích. Oblast
nepříznivých odchylek je zobrazena na Obr. 11 modrou barvou –
nepříznivá odchylka vzniká na těch frekvencích, kde jsou změřená
nebo vypočítaná data větší než hodnota směrné křivky.
53
o Součet těchto nepříznivých odchylek smí být maximálně 32 dB a
současně se této hodnotě musí co nejvíce blížit, tak aby jednočíselná
charakteristika vycházela co nejpříznivěji.
o K příznivým odchylkám, kdy změřena nebo vypočítaná data dosahují
nižších hodnot než směrná křivka, se nepřihlíží a nejsou v sumě nijak
zahrnuty.
o Pokud máme posunutou směrnou křivku v poloze, která odpovídá
výše uvedeným podmínkám, pak právě na této posunuté směrné
křivce stačí na frekvenci 500 Hz odečíst jednočíselnou
charakteristiku.
o Jednočíselná charakteristika představuje celé číslo bez desetinných
míst. Postup je zobrazen na Obr. 11. Pokud bychom uváděli hodnotu
jednočíselné charakteristiky s uvedením nepřesnosti, bude
vyhodnocení provedeno s přesností na 0,1 dB.
Schématický postup stanovení jednočíselné charakteristiky kročejové
neprůzvučnosti, modře znázorněna oblast nepříznivých odchylek, [autor
s ČSN EN ISO 717-2]
L´nw=65dB
54
Mezi doplňková kritéria dle (ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013)
patří dále faktor přizpůsobení spektra. V případě kročejové neprůzvučnosti je
znám faktor přizpůsobení spektru Cl, který se získá z následujících vztahů:
wnsumnl LLC ,, 15 (27)
´
,
´
, 15 wnsumnl LLC (28)
´
,
´
, 15 wnTsumnTl LLC (29)
kde Ln,w, L´n, w, L´nT,w hodnoty vážené neprůzvučnosti změřené
v třetinooktávových pásmech v kmitočtovém rozsahu 100 –
3150 Hz nebo v oktávových pásmech 125 – 2000 Hz, [dB];
k
i
L
sumn
ni
L1
10, 10log10 , [dB].
Faktor přizpůsobení spektru Cl se stanovuje jako oddělené číslo, které
nemůže být zaměňováno s veličinami Ln,w, L´n,w nebo L´nT,w. Tento faktor
je stanoven tak, že pro těžké stropy s účinnou podlahou se jeho hodnota blíží
nule, kdežto pro dřevěné trámové stropy s výraznými výchylkami u nízkých
kmitočtů bude hodnota mírně kladná. Pro železobetonové stropy bez podlahy
nebo s málo účinnou podlahou bude v rozsahu od –15 dB do 0 dB.
Závěrem této kapitoly je nutno uvést, že také hodnoty kročejové
neprůzvučnosti můžeme získat více způsoby.
Hodnoty Ln,w získané v laboratoři a hodnoty získané L´n,w na reálné
stavbě se pak od sebe v případě kročejové neprůzvučnosti liší o tzv. korekci
k2 [dB].
Běžné hodnoty korekce k2 se pohybují v rozsahu 0 dB – 2 dB.
Pro složitější konstrukce nebo dispozice místností se doporučuje korekci
stanovit individuálně, viz (ČSN 73 0532, 2010).
Váženou stavební normalizovanou hladinu akustického tlaku
kročejového zvuku L´n,w [dB] pak v závislosti na znalosti hodnotě laboratorní
Ln,w [dB] stanovíme dle vztahu:
2,
´
, kLL wnwn (30)
kde Ln,w vážená (laboratorní) normalizovaná hladina akustického tlaku
kročejového zvuku, [dB];
k2 korekce závislá na vedlejších cestách šíření zvuku, [dB].
55
5.6 Požadavky platné legislativy na zvukovou izolaci mezi
místnostmi
Mezi základní požadavky na stavby dle Vyhlášky č. 268/2009 Sb. a
Vyhlášky č. 20/2012 Sb., o technických požadavcích na stavby patří také
ochrana proti hluku. Konkrétně v § 14, odstavci (3) této vyhlášky je uvedeno
následující: “Požadovaná vzduchová neprůzvučnost obvodových plášťů budov,
stěn, příček a stropů mezi místnostmi je dána normovými hodnotami.
Požadovaná kročejová neprůzvučnost stropních konstrukcí s podlahami je dána
normovými hodnotami.“
Z výše uvedeného požadavku vyplývá, že požadavky na vzduchovou
a kročejovou neprůzvučnost nepředstavují jen „doporučené“ hodnoty, ale
hodnoty závazné na základě uvedené vyhlášky.
Konkrétně jsou požadavky uvedeny v (ČSN 73 0532, 2010) – Akustika –
Ochrana proti hluku v budovách a posuzování akustických vlastností
stavebních výrobků – Požadavky, viz Tab. 5.
Tab. 5. Požadavky na zvukovou izolaci mezi místnostmi v budovách, (ČSN 73 0532, 2010)
Chráněný prostor (místnost příjmu zvuku)
Řádka Hlučný prostor (místnost zdroje zvuku)
Požadavky na zvukovou izolaci
Stropy Stěny Dveře
R´w,
DnT,w
[dB]
L´n, w,
L´nT,w
[dB]
R´w,
DnT,w
[dB]
Rw
[dB]
A. Bytové domy, rodinné domy – nejméně jedna obytná místnost bytu
1 Všechny ostatní obytné místnosti téhož bytu 47 63 42 27
B. Bytové domy – obytné místnosti bytů
2 Všechny místnosti druhých bytů, včetně
příslušenství 53 55 53 -
521) 581) 521) -
3 Společné prostory domu (schodiště, chodby,
terasy, kočárkárny, sušárny, sklípky apod.) 52 55 52 322)
373)
4 Průjezdy, podjezdy, garáže, průchody,
podchody 57 48 57 -
5 Místnosti s technickým zařízením budovy
(výměníkové stanice, kotelny, strojovny
výtahů, strojovny vzduchotechniky,
prádelny, apod.) s hlukem:
LA,max 80 [dB] 574) 484) 574) -
80 [dB] LAmax 85 [dB] 625) 485) 625)
6 Provozovny s hlukem LA,max 85
[dB] s provozem: -
do 22.00 h 57 53 57
po 22.00 h 62 48 62
7 Provozovny s hlukem 85 LA,max 95
[dB] s provozem i po 22 hod 725) 385) - -
56
C. Terasové nebo řadové domy a dvojdomy – obytné místnosti bytu
8 Všechny místnosti v sousedním domě 57 48 57 -
D. Hotely a zařízení pro přechodné ubytování - ložnicový prostor ubytovací jednotky
9 Všechny místnosti druhých jednotek 52 58 47 426)
10 Společně užívané prostory (chodby,
schodiště)
52 58 45 32
277)
11 Restaurace a jiné provozy s provozem:
do 22.00 h 57 53 57 -
po 22.00 h, LA,max 85 [dB] 62 48 62 -
E. Nemocnice, zdravotnická zařízení - lůžkové pokoje, ordinace, operační sály, pokoje
lékařů
12 Lůžkové pokoje, ordinace, ošetřovny,
operační sály, komunikační a pomocné
prostory (chodby, schodiště, haly)
52 58 478) 27
14 Hlučné prostory (kuchyně, technická
zařízení budovy) s hlukem LA,max 85
[dB]
62 48 62 -
F. Školy a vzdělávací instituce – učebny, výukové prostory
15 Učebny, výukové prostory 52 58 47 -
16 Společné prostory, chodby, schodiště 52 58 47 32
277)
17 Hlučné prostory (tělocvičny, dílny,
jídelny) s hlukem LA,max 85 [dB] 55 48 52 -
18 Velmi hlučné prostory (tělocvičny,
hudební učebny, dílny) s hlukem LA,max
90 [dB]
609) 489) 579) -
G. Administrativní a správní budovy, firmy - kanceláře a pracovny
19 Kanceláře a pracovny s běžnou
administrativní činností, chodby, pomocné
provozy
47 63 37 27
20 Kanceláře a pracovny se zvýšenými
nároky, pracovny vedoucích pracovníků10)
52 58 45 32
21 Kanceláře a pracovny pro důvěrná jednání
nebo jiné činnosti vyžadující vysokou
ochranu před hlukem10)
52 58 50 37
Vysvětlivky: 1) Požadavek se vztahuje na starou, zejména panelovou výstavbu, pokud neumožňuje
dodatečné zvukové izolační opatření. 2) Platí pro vstupní dveře z chodby do předsíně (vstupní haly) bytu, je–li chráněný prostor
místností oddělen dalšími dveřmi. 3) Platí pro vstupní dveře z chodby přímo do chráněné obytné místnosti bytu. 4) Kromě splnění stanovených požadavků na vzduchovou a kročejovou neprůzvučnost
mohou být nutná další opatření, kdy je nutné stroje a zařízení uložit, zvětšit či upravit tak,
aby nedocházelo k šíření a přenosu zvuku konstrukcí (vibracemi) a instalacemi (rozvody
médií, šachtami aj.) a k překročení hygienických limitů hluku ve vnitřních chráněných
prostorech. V prokázaných případech, kdy zařízení nebude zdrojem hluku a vibrací, lze
57
požadavek snížit o 5 dB. V opodstatněných případech se doporučuje provést předběžné
posouzení pomocí akustické studie. 5) Kromě splnění stanovených požadavků na vzduchovou a kročejovou neprůzvučnost
mohou být nutná další opatření, kdy je nutné stroje a zařízení uložit, zavěsit či upravit tak,
aby nedocházelo k šíření a přenosu zvuku konstrukcí (vibracemi) a instalacemi (rozvody
médií, šachtami aj.) k překročení hygienických limitů hluku ve vnitřních chráněných
prostorech. Místnosti s provozním hlukem s dominantním obsahem nízkých kmitočtů nebo
s tónovými složkami (např. hlučné strojovny, diskotéky apod.) se zásadně nedoporučuje
situovat do blízkosti bytových jednotek. Zejména přenos nízkých kmitočtů nelze v běžných
obytných budovách účinně omezit. V odůvodněných případech je nezbytné provést
posouzení pomocí akustické studie. Provozovny s hlukem LA,max > 95 dB se nemají
umisťovat do obytných budov. 6) Platí pro spojovací dveře mezi samostatnými ubytovacími jednotkami (např. dvojité
nebo zádveří). 7) Platí pro vstupní dveře, je-li chráněný prostor oddělen předsíní, nebo zádveřím s
dalšími dveřmi. 8) U stěn s prosklenými částmi, přes které je nutný vizuální kontakt lze požadavek snížit o
5dB a u celoplošných zasklení o 10 dB (např. operační sály, JIP). 9) Vzhledem k možnému přenosu nízkých kmitočtů mohou být nutná další opatření.
Situace obvykle vyžaduje individuální posouzení. 10) Požadavky platí rovněž mezi uvedenými pracovnami a přilehlými chodbami, popř.
pomocnými prostory.
Poznámka:
Při kontrole splnění požadavků u vnitřní složené stěny na stavbě nelze
běžnými postupy měřit zvlášť R´w plné části stěny a Rw dveří. Doporučuje se
měřit stavební neprůzvučnost R´w celé složené stěny včetně dveří a tento
výsledek porovnat s vypočteným požadavkem, který se stanoví z dílčích
požadavků R´w na plnou část stěny a Rw na dveře a z jejich jednotlivých
velikostí.
Tento celkový požadavek se pak stanoví ze vztahu (31):
)2(´
)1(´ 1,0
2
1,0
121
´
)21(, 1010log10log10 ww RR
w SSSSR
(31)
kde ´
)21( wR je požadavek na složenou stěnu s dveřmi o ploše
S=S1+S2, [dB];
R´w(1)=R´w požadavek na plnou část stěny o ploše S1, [dB];
R´w(2)=Rw–2 požadavek na dveře o ploše S2 (plocha včetně zárubní), 2dB
se předpokládají pro zohlednění bočních cest, [dB].
Zásadní je pak znalost faktu, že správně navržená dělící konstrukce musí
vykazovat R´w R´w,pož. Norma tedy uvádí jako požadavek hodnotu
58
minimální. Jako konkrétní příklad lze uvést mezibytovou stěnu, která musí
vykazovat R´w 53dB (například tedy 55dB).
Naopak je tomu u L´n,w, kdy norma uvádí požadavek na hodnotu
maximální a správně navržená konstrukce tedy musí splňovat podmínku
L´n,w L´n,w,pož. Konkrétně například pak může být strop oddělující dva
sousední byty, který musí vykazovat hodnotu L´n,w 55 dB (například tedy
51dB).
5.7 Požadavky platné legislativy na zvukovou izolaci
obvodových plášťů a jejich částí
Hodnoty požadované zvukové izolace obvodového pláště uvedené v Tab. 6,
viz (ČSN 73 0532, 2010), se vždy vztahují k horní hranici příslušného rozmezí
hladin akustického tlaku 2 m před fasádou. Přípustná je lineární interpolace
požadavků podle skutečné hodnoty hladiny akustického tlaku A.
Tab. 6. Požadavky na zvukovou izolaci obvodových plášťů budov, (ČSN 73 0532, 2010)
Požadovaná zvuková izolace obvodového pláště R´w [dB] nebo DnT,w
Druh chráněného vnitřního prostoru Ekvivalentní hladina akustického tlaku LAeq,2m [dB] v denní době 06:00 h – 22:00 h
ve vzdálenosti 2 m před fasádou
50 50
55
55
60
60
65
65
70
70
75
75
80
Obytné místnosti bytů, pokoje v ubytovnách
(koleje, internáty, apod.)
30 30 30 33 38 43 48
Pokoje v hotelech a penzionech 30 30 30 30 33 38 43
Nemocniční pokoje 30 30 30 33 38 43 (48)
Druh chráněného vnitřního prostoru Ekvivalentní hladina akustického tlaku LAeq,2m [dB] v denní době 22:00 h – 06:00 h
ve vzdálenosti 2 m před fasádou
40 40
45
45
50
50
55
55
60
60
65
65
70
Obytné místnosti bytů, pokoje v ubytovnách
(koleje, internáty, apod.)
30 30 30 33 38 43 48
Pokoje v hotelech a penzionech 30 30 30 30 33 38 43
Nemocniční pokoje 30 30 33 38 43 48 (53)
59
Druh chráněného vnitřního prostoru Ekvivalentní hladina akustického tlaku LAeq,2m [dB] po dobu užívání ve vzdálenosti 2 m
před fasádou
50 50
55
55
60
60
65
65
70
70
75
75
80
Operační sály 30 30 30 33 38 43 (48)
Lékařské vyšetřovny, ordinace 30 30 33 38 43 48 (53)
Přednáškové síně, učebny, pobytové místnosti
škol, mateřských školek, jeslí
30 30 30 30 33 38 (43)
Společenské a jednací místnosti, kanceláře a
pracovny
- - 30 30 30 33 38
Poznámky:
Jsou-li požadavky uvedeny pro denní i noční dobu a při různém dopravním zatížení, je
rozhodující vyšší hodnota požadavku. Hodnoty uvedené v závorkách jsou obtížně
dosažitelné a v nové výstavbě by se již uvedené situace neměly vyskytovat.
V případě použití interpolace požadavků podle ekvivalentní hladiny akustického tlaku
LAeq,2m se postupuje jednoduchou lineární regresí. Např. má-li se určit požadavek na
obvodový plášť u obytné místnosti bytu v denní době při ekvivalentní hladině akustického
tlaku 67 dB, vezme se za základ hodnota požadavku při nejbližší nižší hladině, tj. při 65 dB.
Hodnota tohoto požadavku je 33 dB. Dále se vezme hodnota požadavku při nejbližší vyšší
hladině, tj. při 70 dB, kde je uvedená hodnota požadavku 38 dB. Rozdíl mezi sousedními
hodnotami intervalu hladin akustického tlaku je vždy 5 dB. Hodnota požadavku je 35 dB.
V případě nižší hladiny akustického tlaku např. pro 62 dB v denním období by požadavek
vycházel 31,2 dB a po zaokrouhlení 31 dB.
5.8 Stanovení požadavků na neprůzvučnost oken
Neprůzvučnost oken, dílců a částí obvodového pláště (střechy) se hodnotí
váženou (laboratorní) neprůzvučností Rw [dB].
Požadavek na váženou neprůzvučnost oken Rw umístěných v obvodovém
plášti se stanoví dle (ČSN 73 0532, 2010). Určí se z požadavku R´w (DnT,w)
pro celý obvodový plášť dle zmiňované (ČSN 73 0532, 2010), viz Tab. 6 a
na základě Tab. 7, která vychází z poměru ploch oken k celkové ploše
obvodového pláště v místnosti.
Snížení požadavků na neprůzvučnost oken pak vyplývá z Tab. 7, kde jsou
uvedeny podíly plochy oken na celé ploše obvodové konstrukce v místnosti a
uplatní se jen tehdy, jestliže hodnota vážené neprůzvučnosti plné části
obvodového pláště je nejméně o 10dB vyšší, než hodnota vážené
neprůzvučnosti okna. Za plochu okna se považuje okenní otvor včetně rámu.
Celková plocha obvodové konstrukce v místnosti je plocha obvodového pláště
včetně oken při pohledu z místnosti.
60
Výše uvedená pravidla pro stanovení požadavků na neprůzvučnost oken
platí i pro všechny ostatní jednotlivé průhledné i neprůhledné dílce a části
obvodového pláště.
Tab. 7. Stanovení požadavků na neprůzvučnost oken a dalších prvků obvodového pláště,
(ČSN 73 0532, 2010)
Podíl plochy oken S0 k celkové
ploše obvodového pláště
místnosti SF [%]
Požadavek Rw na okna,
určený z hodnot R´w (DnT,w)
pro obvodové pláště [dB]
S0 / SF > 50 R´w
35 S0 / SF 50 R´w - 3
S0 / SF 35 R´w - 5
Poznámka:
U vyráběných a prodávaných oken by pak měla být známá a doložená
hodnota laboratorní vzduchové neprůzvučnosti Rw.
Projektant pak definuje požadavky například následovně: min. hodnota Rw =
37 dB.
5.9 Návrh obvodového pláště z hlediska požadavků
na zvukovou izolaci
Při projektové přípravě se pro návrh prvků obvodového pláště (plných částí,
oken, dveří atd.) výpočtem stanoví výsledná neprůzvučnost obvodového
pláště v chráněné místnosti R´w,F [dB] a porovná se s požadavkem dle (ČSN
73 0532, 2010), Tab. 6. Výsledná hodnota stavební vážené neprůzvučnosti
musí pak splňovat podmínku R´w,F R´w (požadovaná).
Vážená stavební neprůzvučnost složené stěny obvodového pláště v dB se
určí z laboratorních hodnot neprůzvučnosti dílčích prvků obvodového pláště
podle vztahu (32):
3
1
1,0´
,,10log10log10 kSSR
n
i
R
iFFwiw
(32)
kde
n
i
iF SS1
je celková plocha obvodového pláště při pohledu
z místnosti, [m2];
Si jsou dílčí plochy prvků obvodového pláště s neprůzvučností Rw,i,
[m2];
61
Rw,i vážené neprůzvučnosti prvků obvodového pláště (plné části,
okna, dveře apod.), [dB];
i=1,2,..,n číslo prvku a celkový počet prvků obvodového pláště
v chráněné místnosti;
k3=1dB korekční faktor na vedlejší cesty pro těžké obvodové stěny
(beton, cihly);
k3=2dB korekční faktor na vedlejší cesty pro lehké obvodové stěny
(pórobeton, dřevostavby, lehké montované stavby).
5.10 Způsoby určení zvukoizolačních vlastností
V rámci zpracování projektové dokumentace je důležité řešit zvukoizolační
vlastnosti a splnění výše popisovaných legislativou požadovaných hodnot.
Následující kapitola přiblíží některé způsoby, metody, s jejichž pomocí lze
tento návrh provést.
Hned na úvod je nutné si uvědomit, jakým způsobem se ověřuje, zda je
stavba postavena z hlediska zvukoizolačních vlastností správně. K ověření
dochází měřením až na dokončené stavbě, tzn. před kolaudací, na základě
stížností uživatelů, na základě přání investora, na základě soudního sporu atd.
To znamená, že vždy je rozhodující hotová stavba a měření přímo v ní.
Chybný návrh nebo často také neprofesionální provedení konstrukce pak
vede k nesplnění požadavků a k následným úpravám. Tyto mohou být velice
nákladné a ne vždy účinné nebo dokonce realizovatelné. Proto je vždy dobrou
investicí již ve fázi studie objektu se problematikou zvukoizolačních vlastností
zabývat a předejít tak pozdějším velkým časovým i finančním ztrátám.
V následujících kapitolách jsou přiblíženy metody, které lze pro stanovení
odhadu zvukoizolačních vlastností využít.
5.10.1 Na základě podkladů z měření jednotlivých výrobců nebo
dodavatelů stavebních prvků, konstrukcí
Tento postup představuje pro běžného projektanta asi nejjednodušší případ,
jak si udělat přibližnou představu o svém návrhu a jeho souladu s požadavky.
Projektant si vyhledá požadavky na konstrukce v platné legislativě –
(ČSN 73 0532, 2010) a zohlední i další požadavky (například investora,
orgánů státní správy). Navrhne dělící stavební konstrukci. Vyhledá si
u příslušného výrobce data z protokolu o měření zvukoizolačních vlastností
a provede posouzení.
Na co si dát pozor: Jakým způsobem výrobce data určil? Jednalo se
o měření v akreditované laboratoři nebo měření v praxi na reálné stavbě (pozor
na hodnotu korekce). Pokud se jednalo o měření v praxi, měřil výrobce jeden
62
prvek nebo více, za jakých podmínek byl prvek zabudován? Pokud výrobce
udává hodnotu stavební neprůzvučnosti přepočítanou z hodnoty laboratorní,
jakou počítá korekci, je dostatečná nebo je použitá hodnota nereálná?
V mnohých případech se projektant tyto informace nedozví jinak, než že musí
zvolenou firmu kontaktovat a vyžádat si doplnění podkladů.
5.10.2 Na základě podkladů z dostupné literatury
V minulosti se některá výzkumná pracoviště zabývala studiem
zvukoizolačních vlastností a své závěry shrnuly do řady publikací. Tato
literatura pak obsahuje grafy (nomogramy) nebo tabulky, které lze k rychlému
stanovení zvukoizolačních vlastností dobře využít, viz (Havránek, a další,
1996), (Kaňka, 2009).
Na co si dát pozor: Výpočetní postupy založené na výše popsaném postupu
vedou ke stanovení jednočíselné charakteristiky zvukoizolační vlastnosti.
Nejedná se tedy o výpočet v celém sledovaném frekvenčním pásmu. Výpočet
je zatížen větší nepřesností. Současně grafy pracují s určitou materiálovou
základnou poplatnou době svého vzniku. Je tedy potřeba s nimi pracovat
obezřetně a výsledky takto získané používat spíše jako informativní hodnoty.
Stanovení vážené laboratorní neprůzvučnosti Rw na základě plošné hmotnosti
prvku, (Meller, a další, 1981), (Havránek, a další, 1996),
63
Současně literatura (Havránek, a další, 1996), uvádí následující vztahy
pro výpočet Rw a Ln,w pro plné železobetonové stropy, (33),(34):
9,19log8,28 ´ mRw
(33) ´
, 033,036,89 mL wn (34)
kde m´ je plošná hmotnost stropní desky včetně pevně spojených
vyrovnávacích vrstev, [kg·m-2].
Stanovení přírůstku ΔRw stropní konstrukce při použití těžké plovoucí
podlahy, (Meller, a další, 1981), (Havránek, a další, 1996)
Poznámka:
s´ [MPa·m-1] představuje dynamickou tuhost, což je schopnost pružné
podložky utlumovat mechanické kmity. Čím je hodnota dynamické tuhosti
podložky nižší tím je tato její schopnost lepší. Konkrétní hodnota s´ je vždy
svázána s tloušťkou podložky, tzn. např. pro 20 mm a 30 mm materiálu se
jedná o jinou hodnotu.
64
Stanovení přírůstku ΔLn,w stropní konstrukce při použití těžké plovoucí
podlahy, (Meller, a další, 1981), (Havránek, a další, 1996)
Stanovení přírůstku ΔRw stěnové konstrukce při použití kombinované příčky
bez spojení předstěny s hmotnou stěnou, (Meller, a další, 1981),
(Havránek, a další, 1996),
Poznámka:
Při výpočtu je postup následující: Nejprve spočítáme neprůzvučnost
samotné hmotné stěny a pak připočítáme přírůstek ΔRw vlivem lehké předstěny
dle Obr. 15 – 17.
65
Stanovení přírůstku ΔRw stěnové konstrukce při použití kombinované příčky
s bodovým spojením předstěny ke hmotné stěně, (Meller, a další, 1981),
(Havránek, a další, 1996)
Stanovení přírůstku ΔRw stěnové konstrukce při použití kombinované příčky
s předstěnou spojenou v celé ploše nosnou stěnou, (Meller, a další, 1981),
(Havránek, a další, 1996)
Poznámka:
Z Obr. 17 je patrné, že při jistých okrajových podmínkách může dojít
vlivem kontaktně provedené konstrukce i ke zhoršení zvukoizolačních
vlastností. Pozor při návrhu kontaktních zateplovacích systémů!!!
66
Stanovení přírůstku ΔRw dvojitých příček m´1, m´240kg·m-2 ,
(Meller, a další, 1981), (Havránek, a další, 1996)
Poznámka:
Při výpočtu je postup následující: Nejprve spočítáme neprůzvučnost
samotné hmotné stěny, pak připočítáme přírůstek ΔRw vlivem lehké předstěny
s pomocí Obr. 15 – 17 a na závěr připočítáme ΔRw vlivem výplně vzduchové
dutiny předstěny, viz Obr. 19. Aby byl Obr. 19 použitelný, musí minerální
vlákno vykazovat objemovou hmotnost 50 – 100 kg·m-3. Pokud by byla
objemová hmotnost minerální výplně nižší, docházelo by k poklesu vlivu
výplně v porovnání s Obr. 19.
67
Stanovení přírůstku ΔRw - vliv pohltivé výplně ve vzduchové mezeře,
(Meller, a další, 1981), (Havránek, a další, 1996)
68
5.10.3 Na základě podrobného výpočtu
Výsledkem podrobného výpočtu je závislost neprůzvučnosti Rw, Lnw
na frekvenci – celková kmitočtová analýza ve zvukoizolačním pásmu od 100 –
3150 Hz. Následně je pak zjištěna jednočíselná charakteristika postupem
popsaným výše a stanoveným v (ČSN EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531), 2013)
a (ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013).
Na co si dát pozor: K výpočtu zvukoizolačních vlastností je vždy nutná
dokonalá znalost materiálových a konstrukčních vlastností jednotlivých prvků
a práce s nimi. Abychom mohli provést korektní podrobný výpočet, je nutné
znát následující parametry:
U výpočtu Rw se jedná o objemovou hmotnost ρ [kg.m-3], rychlost šíření
podélných zvukových vln cL [kg.m-3], dynamický modul pružnosti v tahu
za ohybu Ed [Pa], ztrátový činitel materiálu ƞ [-].
U výpočtu Lnw pracujeme s objemovou hmotností ρ [kg.m-3], dynamickou
tuhostí s´ [MPa.m-1], ztrátovým činitelem materiálu ƞ [-], stlačitelností
materiálu K [%], pružností materiálu ɛ [%].
Tyto hodnoty jsou však mnohdy (převážně u „modernějších“ prvků)
neznámé a těžko měřitelné. V mnohých případech tedy nelze podrobný
výpočet korektně provést. Dostupné parametry běžných materiálů jsou
uvedeny v Tab. 8, (Nový, 2000).
Tab. 8. Materiálové charakteristiky běžných materiálů (Nový, 2000), (Kaňka, 2009),
(Donaťáková, 2007)
69
O metodách podrobného výpočtu pojednává řada literatury, (Donaťáková,
2007), (Kaňka, 2009), (Nový, 2000), (Vaňková, a další, 1995).
S ohledem na rozsah a zaměření této publikace, jsou zde uvedeny jen
základní informace na nejjednodušším příkladu – na jednoduché jednovrstvé
konstrukci.
Na Obr. 20 je znázorněn idealizovaný průběh vzduchové neprůzvučnosti R
[dB] v závislosti na f [Hz].
Idealizovaný průběh vzduchové neprůzvučnosti jednoduché, homogenní,
jednovrstvé konstrukce, (Donaťáková, 2007)
70
I. Vliv rezonance – oblast vlastní rezonance je oblast v rozsahu
dvou až tří oktáv v okolí kmitočtu vlastní rezonance f0 [Hz]
dané vztahem (35), (Čechura, 1997).
220
1145,0
yx
Lll
hcf
(35)
kde cL rychlost podélných zvukových vln
v materiálu jednoduché stěny, [m·s-1];
h, lx, ly tloušťka, délka a šířka konstrukce, [m].
V oblasti vlastní rezonance se projevuje významně vliv
ztrátového činitele ƞ [-]. Obecně se tuto oblast snažíme dostat
pod zvukoizolační pásmo, tzn. pod 100 Hz.
II. Vliv hmotnosti – v této oblasti se projevuje setrvačnost
hmoty prvku. Teoreticky je vazba mezi konstrukcí a
prostředím v této oblasti optimálně malá a vzduchová
neprůzvučnost pak nezávisí na materiálové skladbě, ale
pouze na frekvenci f [Hz] a na plošné hmotnosti prvku m´
[kg·m-2]. Pro nahodilý všesměrový dopad zvukových vln se
stupeň vzduchové neprůzvučnosti jednoduché konstrukce
R [dB] zvětšuje o 6 dB na oktávu a o tutéž hodnotu se zvětší
při zdvojnásobení plošné hmotnosti konstrukce, viz (36),
(Čechura, 1997).
5,47log20 ´ fmR (36)
kde m´ plošná hmotnost konstrukce, [kg·m-2];
f frekvence, [Hz].
Hmotnost jednoduché konstrukce je optimálně využita, jestliže
f0 (vlastní kmitočet) << 100 Hz a fk (kritický kmitočet) >>
3150 Hz, tzn. jestliže je oblast vlivu hmotnosti co nejvíce
obsažena ve zvukoizolačním pásmu.
III. Vliv vlnové koincidence – jedná se o kmitočtovou oblast
nad kritickým kmitočtem fk [Hz]. Je charakterizována
poklesem vzduchové neprůzvučnosti v důsledku rostoucího
71
vlivu ohybové tuhosti prvku. Míra tohoto poklesu závisí
na materiálových parametrech konstrukce. Jestliže se kolmý
průmět vlnové délky λ0 [m] dopadající zvukové vlny do roviny
jednoduché konstrukce shoduje s vlnovou délkou λB [m]
volných ohybových vln v konstrukci, je mezi konstrukcí a
prostředím v této kmitočtové oblasti velmi silná vazba a
dochází k výše popisovanému poklesu vzduchové
neprůzvučnosti.
Kritický kmitočet je dán vztahem (37), (Donaťáková, 2007):
hcf
L
k
4104,6
(37)
kde cL rychlost podélných zvukových vln v materiálu
jednoduché stěny, [m·s-1];
h tloušťka konstrukce, [m].
U běžných stavebních konstrukcí spadá oblast koincidence
do zvukoizolačního pásma, a proto je pro posuzování
zvukoizolačních vlastností velmi důležitá.
K výpočtu vzduchové neprůzvučnosti R [dB] jednoduché stěny lze použít
graficko-početní metodu tzv. Wattersovu metodu, kdy výsledkem je třikrát
lomená čára charakterizující vzduchovou neprůzvučnost.
Z této křivky je pak vyhodnocena jednočíselná hodnota a ta porovnána
s legislativními požadavky dle (ČSN 73 0532, 2010). S Wattersovou metodou
se lze blíže seznámit v následující literatuře: (Nový, 2000), (Vaňková, a další,
1995), (Donaťáková, 2007), (Kaňka, 2009).
5.10.4 Na základě vyhotovení referenčního vzorku na stavbě
Tento postup je založen na návrhu a vybudování referenčního vzorku přímo
na řešené stavbě. Tento postup je velmi vhodný například u rekonstrukcí
objektů, kdy nejsou o stávajících konstrukcích známy všechny potřebné údaje.
Projektant pak v první fázi provede návrh konstrukce, opatření se zohledněním
všech dostupných informací. Referenční konstrukce se vybuduje na řešené
stavbě a její funkce se ověří pomocí měření. Pokud jsou splněny požadavky,
přejde se k realizaci opatření i v dalších částech objektu, případně dojde
k úpravě řešení tak, aby bylo dosaženo ještě lepších výsledků.
72
Na co si dát pozor: Firmy v naší stavební praxi nejsou často tomuto
postupu nakloněny, protože dochází k časové prodlevě. Raději zvolí dražší
a složitější řešení než časovou ztrátu s budováním vzorku. V některých
případech to však bývá jediný možný postup, který vede k dobrým a přitom
efektivním výsledkům. Převážně pak tam, kde neexistuje ucelená metodika
výpočtu, například u dřevěných stropních konstrukcí.
5.10.5 Na základě laboratorních měření
V tomto případě je vybudován vzorek v akustické laboratoři a jeho
vlastnosti jsou ověřeny laboratorním měřením. Na základě výsledků pak dojde
k návrhu reálné konstrukce. Tento postup je využíván především výrobci
a dodavateli konstrukcí a při realizaci větších, případně atypických staveb.
Příklad realizace vzorku můžete vidět na Obr. 21, který dokumentuje měření
v Akreditované laboratoři VUT v Brně. Na fotodokumentaci je zobrazena
realizace stěny z keramických tvárnic do zkušebního otvoru a následně pak
celý dokončený vzorek připravený na měření.
Fotodokumentace ze společného měření realizovaného Fakultou stavební a
strojní v akustických komorách VUT v Brně
5.11 Vybrané výpočetní postupy dle ČSN EN 12354-1
Evropská norma (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001) popisuje výpočetní
modely určené k odhadu vzduchové neprůzvučnosti mezi místnostmi
v budovách, především na základě změřených hodnot charakterizujících přímý
nebo nepřímý přenos vedlejšími cestami stavebními prvky a teoreticky
odvozených metod šíření zvuku ve stavebních prvcích.
V rámci této normy je uveden podrobný model výpočtu v kmitočtových
pásmech a je odvozen také zjednodušený model s omezeným rozsahem
použití, kterým se stanoví rovnou jednočíselná hodnota Rw [dB]. Následující
text se zaměřuje na dílčí části zjednodušeného modelu výpočtu.
73
5.11.1 Vzduchová neprůzvučnost monolitických prvků
Pro homogenní jednovrstvé prvky složené z nepálených cihel, betonu,
anhydridových bloků, sádrových bloků, pórobetonu a různých typů lehčeného
betonu lze použít následující postup. Získané údaje představují bezpečný
odhad v případě, že prvky nemají velké otvory a jejich objem není větší než
15 % celkového objemu. Maltovou dobře spojenou omítku lze zahrnout
do určení plošné hmotnosti.
Pro m´>150 kg·m-2 lze uvést následující vztah (38) pro výpočet vážené
neprůzvučnosti Rw [dB], (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001):
42´
log5,370
m
mRw
(38)
kde m´ plošná hmotnost konstrukce, [kg·m-2];
m0 referenční plošná hmotnost konstrukce, 1 kg·m-2.
5.11.2 Zlepšení vážené neprůzvučnosti přídavnými vrstvami
Jsou-li k homogennímu základnímu prvku připevněny přídavné vrstvy
(obložení stěny, plovoucí podlahy nebo stropní podhledy), lze neprůzvučnost
zlepšit nebo omezit v závislosti na rezonančním kmitočtu systému f0 [Hz].
Pro prvky s izolační vrstvou přímo připevněnou k základní konstrukci (bez
sloupků nebo svlaků), lze rezonanční kmitočet f0 vypočítat podle vztahu (39),
(ČSN EN 12354-1 (730512), 2001).
´
2
´
1
´
0
11160
mmsf
(39)
kde s´ dynamická tuhost izolační vrstvy, [MPa·m-1];
m´1 plošná hmotnost základního stavebního prvku, [kg·m-2];
m´2 plošná hmotnost přídavné vrstvy, [kg·m-2].
Pro přídavné vrstvy konstruované s kovovými nebo dřevěnými sloupky
nebo svlaky nikoliv přímo spojené se základním stavebním prvkem a s dutinou
vyplněnou porézní izolační vrstvou s odporem proti proudění vzduchu
r´5kPa·s·m-2 se rezonanční kmitočet f0 určí podle (40), (ČSN EN 12354-1
(730512), 2001):
74
´
2
´
1
0
11111,0160
mmdf
(40)
kde d šířka dutiny, [m];
m´1 plošná hmotnost základního stavebního prvku, [kg·m-2];
m´2 plošná hmotnost přídavné vrstvy, [kg·m-2].
Pro základní stavební prvky s váženou neprůzvučností v rozsahu 20 dB Rw
60 dB lze následné zlepšení vážené neprůzvučnosti přídavnou vrstvou
odhadnout z rezonančního kmitočtu f0 [Hz] podle následující Tab. 9.
Tab. 9. Zlepšení vážené neprůzvučnosti obložením, v závislosti na frekvenci,
(ČSN EN 12354-1 (730512), 2001)
Rezonanční kmitočet f0 obložením, [Hz] ΔRw [dB]
80 35-Rw/2
100 32-Rw/2
125 30-Rw/2
160 28-Rw/2
200 -1
250 -3
315 -5
400 -7
500 -9
630-1600 -10
>1600 -5
Poznámka 2: Hodnoty pro mezilehlé rezonanční
kmitočty lze odvodit lineární interpolací přes
logaritmus kmitočtu.
Poznámka 3: Rw značí váženou neprůzvučnost
Poznámka 1: Pro rezonanční kmitočty nižší než
200 Hz je minimální hodnota ΔRw=0dB.
5.12 Vybrané výpočetní postupy dle ČSN EN 12354-2
Tato evropská norma stanovuje výpočetní metody určené k odhadu
kročejové neprůzvučnosti v budovách, především na základě změřených
hodnot charakterizujících přímý nebo nepřímý přenos bočními cestami
příslušnými stavebními prvky a teoreticky odvozených metod šíření zvuku
ve stavebních prvcích.
75
V dokumentu je popsán podrobný model výpočtu v kmitočtových pásmech
a následně je odvozen model zjednodušený s omezujícím rozsahem použití,
kterým se stanoví rovnou jednočíselná hodnota Lnw [dB]. Následující text se
zaměřuje na dílčí části zjednodušeného modelu výpočtu.
5.12.1 Stanovení ekvivalentní vážené normalizované hladiny akustického
tlaku kročejového zvuku homogenní stropní konstrukce
Ekvivalentní váženou normalizovanou hladinu akustického tlaku
kročejového zvuku Lnw,eq [dB] představuje charakteristiku samotné stropní
konstrukce, která může být následně korigována o zlepšení vlivem použité
podlahy ΔLW [dB] a korekce k [dB] pro přenos kročejového zvuku bočními
cestami.
2
´
,
´ kLLL weqnwnw (41)
Pro homogenní stropní konstrukce lze vypočítat Lnw,eq [dB] z plošné
hmotnosti m´ [kg·m-2] v rozsahu od 100 – 600 kg·m-2 podle vztahu (42),
(ČSN EN 12354–2 (730512), 2001):
2
´
,1
log35164
mkg
mL eqnw
(42)
kde m´ plošná hmotnost homogenní stropní
konstrukce, [kg·m-2].
5.12.2 Vážené snížení hladiny akustického tlaku kročejového zvuku ΔLW
vlivem plovoucích podlah
Vážené snížení hladiny akustického tlaku kročejového zvuku ΔLW [dB]
vlivem použitých podlah je závislé na plošné hmotnosti m´ [kg·m-2] plovoucí
podlahy (tzn. vrstev nad pružnou podložkou) a na dynamické tuhosti
s´ [MPa·m-1] použité pružné podložky.
Norma (ČSN EN 12354–2 (730512), 2001) uvádí dva grafy vyjadřující toto
snížení, Graf č. 3 pro asfaltové plovoucí podlahy nebo suché konstrukce
plovoucích podlah a Graf č. 4 pro násypy nebo mazaniny betonu nebo
anhydritu.
76
Vážené snížení hladiny akustického tlaku kročejového zvuku asfaltovými plovoucími
podlahami nebo suchými plovoucími podlahovými konstrukcemi, (ČSN EN 12354–2
(730512), 2001)
Vážené snížení hladiny akustického tlaku kročejového zvuku pro násypy nebo
mazaniny pod plovoucími podlahami z betonu nebo anhydridu, (ČSN EN 12354–2
(730512), 2001)
kde A vážené snížení hladiny akustického tlaku kročejového zvuku
ΔLw, [dB];
B plošná hmotnost plovoucí podlahy, [kg·m-2];
C dynamická tuhost s´ [MPa·m-1].
77
5.12.3 Zjištění zvukoizolačních vlastností s využitím programu
NEPRŮZVUČNOST
Program NEPRŮZVUČNOST je založen na podrobném modelu, tzn. je
nutné, aby o použitých materiálech, konstrukcích byly dostupné všechny údaje
uvedené v Kap. 5.11.3. U novodobých materiálů však často potřebné
charakteristiky dostupné nejsou a z těchto důvodů pak nelze program využít.
Obecně lze uvést, že lze tímto programem získat velmi dobré výsledky
„jednodušších“ konstrukcí jako například železobetonové stěny nebo stropu,
stěny z cihly plné pálené a podobně. Jestliže je ale třeba vyšetřovat konstrukce
složitější jako například konstrukce z lehkých deskových materiálů,
s předstěnovými nebo podhledovými konstrukcemi, lehké plovoucí podlahy
nebo dřevěné stropní konstrukce, lze doporučit využít program pouze
k některým dílčím výpočtům nebo hodnoty zvukoizolačních vlastností stanovit
jiným způsobem.
5.13 Praktická část - příklady
7. PŘÍKLAD:
Zadání:
Vypočítejte váženou stavební neprůzvučnost R´w a váženou stavební
normalizovanou hladinu kročejového zvuku L´nw u následujících konstrukcí
oddělující dva cizí byty a proveďte posouzení dle (ČSN 73 0532, 2010). Jedná
se o novostavbu.
1. Strop Porotherm tl. 250 mm, pružná podložka ISOVER N,
tl. 30 mm, separační vrstva, betonová mazanina tl. 50 mm, lepidlo
+ dlažba tl. 10 mm.
2. Strop Spiroll tl. 200 mm, pružná podložka ISOVER N, tl. 30 mm,
separační vrstva, betonová mazanina tl. 50 mm, lepidlo + dlažba
tl. 10 mm.
3. Železobetonová deska tl. 180 mm, pružná podložka ISOVER N,
tl. 30 mm, separační vrstva, betonová mazanina tl. 50 mm, lepidlo
+ dlažba tl. 10 mm.
78
Požadované hodnoty dle (ČSN 73 0532, 2010):
Chráněný prostor (místnost příjmu zvuku)
Řádka Hlučný prostor (místnost zdroje zvuku)
Požadavky na zvukovou izolaci
Stropy Stěny Dveře
R´w,
DnT,w
[dB]
L´n, w,
L´nT,w
[dB]
R´w,
DnT,w
[dB]
Rw
[dB]
B. Bytové domy – obytné místnosti bytů
2 Všechny místnosti druhých bytů, včetně
příslušenství 53 55 53 -
521) 581) 521) -
Vysvětlivky: 1) Požadavek se vztahuje na starou, zejména panelovou výstavbu, pokud neumožňuje
dodatečné zvukové izolační opatření.
1. Strop Porotherm R´w - potřebné vztahy:
´
2
´
1
´
0
11160
mmsf
1
´ kRR ww ;
R´w R´w,pož .
Výpočet:
Tab. 10. Specifikace a výpočet R´w stropní konstrukce, varianta 1- Porotherm
VRSTVA TL. ρ m´ s´
[m] [kg.m-3
] [kg.m-2
] [MPa.m-1
]
dlažba + lepidlo 0,01 2000 20 -
betonová mazanina 0,05 2200 110 -
separační vrstva - - - -
pružná podložka - ISOVER N 0,03 - - 18
porotherm 250 mm + omítka 0,25+0,015 - 342 -
Rw, strop f0 ΔRw, podlaha Rw, strop+podlaha k1
[dB] [Hz] [dB] [dB] [dB]
51 69,9 9 60 3
R´w, strop+podlaha R´w,N (byt/byt) posouzení
[dB] [dB] ČSN 730532
57 53 vyhoví
79
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 10
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnoty dle (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001) je
R´w=57 dB R´w,pož´=53 dB.
Poznámka:
Hodnota samotné stropní konstrukce 51 dB vychází z údajů uvedených
výrobcem v technických listech.
2. Strop Spiroll R´w - potřebné vztahy:
´
2
´
1
´
0
11160
mmsf
1
´ kRR ww ;
R´w R´w,pož .
Výpočet:
Tab. 11. Specifikace a výpočet R´w stropní konstrukce, varianta 2 – Spiroll
VRSTVA TL. ρ m´ s´
[m] [kg.m-3] [kg.m-2] [MPa.m-1]
dlažba + lepidlo 0,01 2000 20 -
betonová mazanina 0,05 2200 110 -
separační vrstva - - - -
pružná podložka - ISOVER N 0,03 - - 18
Spiroll 200 mm + omítka 0,2+0,015 - 270 -
Rw, strop f0 ΔRw, podlaha Rw, strop+podlaha k1
[dB] [Hz] [dB] [dB] [dB]
49 72,5 10 59 3
R´w, strop+podlaha R´w,N (by t/by t) posouzení
[dB] [dB] ČSN 730532
56 53 vyhoví
80
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 11
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota dle (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001) je
R´w=56 dB R´w,pož´=53 dB.
Poznámka:
Hodnota samotné stropní konstrukce 49 dB vychází z údajů uvedených
výrobcem v technických listech.
3. Železobetonová stropní deska R´w - potřebné vztahy:
42´
log5,370
m
mRw ;
´
2
´
1
´
0
11160
mmsf
1
´ kRR ww ;
R´wR´w,pož .
Výpočet:
Tab. 12. Specifikace a výpočet R´w stropní konstrukce, varianta 3 – ŽB deska
VRSTVA TL. ρ m´ s´
[m] [kg.m-3] [kg.m-2] [MPa.m-1]
dlažba + lepidlo 0,01 2000 20 -
betonová mazanina 0,05 2200 110 -
separační vrstva - - - -
pružná podložka - ISOVER N 0,03 - - 18
ŹB deska 160 mm + omítka 0,16+0,015 2500 424 -
Rw, strop f0 ΔRw, podlaha Rw, strop+podlaha k1
[dB] [Hz] [dB] [dB] [dB]
57 68,1 6 63 2
R´w, strop+podlaha R´w,N (by t/by t) posouzení
[dB] [dB] ČSN 730532
61 53 vyhoví
81
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 12
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota dle (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001) je
R´w=61 dB R´w,pož=53 dB.
1. Strop Porotherm L´n,w - potřebné vztahy:
2
´
,,´ kLLL weqnwwn ;
L´n,w L´n,w,pož.
Výpočet:
Tab. 13. Specifikace a výpočet L´n,w stropní konstrukce, varianta 1- Porotherm
Ln,w,eq, strop ΔLn,w, podlaha Ln,w, strop+podlaha k2
[dB] [dB] [dB] [dB]
75 30 45 2
L´n,w, strop+podlaha Ln´,w,N (by t/by t) posouzení
[dB] [dB] ČSN 730532
47 55 vyhoví
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 10
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota dle (ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013)
je L´n,w=47 dB L´n,w,pož´=55 dB. V praxi může vlivem realizace dojít ke
zhoršení této vypočítané hodnoty. Na základě konkrétní situace může
projektant navýšit hodnotu k2.
Poznámka:
Hodnota samotné stropní konstrukce 75 dB vychází z údajů uvedených
výrobcem v technických listech.
2. Strop Spiroll L´n,w - potřebné vztahy:
2
´
,,´ kLLL weqnwwn ;
L´n,w L´n,w,pož.
82
Výpočet:
Tab. 14. Specifikace a výpočet L´n,w stropní konstrukce, varianta 2- Spiroll
Ln,w,eq,strop ΔLn,w, podlaha Ln,w, strop+podlaha k2
[dB] [dB] [dB] [dB]
81 30 51 2
L´nw, strop+podlaha Ln´w,N (by t/by t) posouzení
[dB] [dB] ČSN 730532
53 55 vyhoví
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 11
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota dle (ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013)
je L´n,w=53 dB L´n,w,pož´=55 dB. V praxi může vlivem realizace dojít ke
zhoršení této vypočítané hodnoty. Na základě konkrétní situace může
projektanz navýšit hodnotu k2.
Poznámka:
Hodnota samotné stropní konstrukce 81 dB vychází z údajů uvedených
výrobcem v technických listech.
3. Železobetonová stropní deska L´n,w - potřebné vztahy:
2
´
,1
log35164
mkg
mL eqnw
;
2
´
,,´ kLLL weqnwwn
L´n,w L´n,w,pož.
Výpočet:
Tab. 15. Specifikace a výpočet L´n,w stropní konstrukce, varianta 3- ŽB strop
83
Ln,w,eq,strop ΔLnw, podlaha Lnw, strop+podlaha k2
[dB] [dB] [dB] [dB]
72 30 42 0
L´nw, strop+podlaha Ln´w,N (by t/by t) posouzení
[dB] [dB] ČSN 730532
42 55 vyhoví
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 12
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota L´n,w=42 dB L´n,w,pož´=55 dB. Výpočet
proveden dle (ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531), 2013).
Pokud by byl výpočet proveden podle nomogramů uvedených na Obr. 12 –
Obr. 14 budou výsledky dosahovat lehce odlišných hodnot. Obecně lze
doporučit provedení obou variant výpočtu a jejich porovnání. V obou
případech se jedná o výsledky orientační, proto je vždy nutné, aby byly
požadavky splněny s dostatečnou rezervou a hlavně dodržen technologický
postup provádění. Jako příklad výpočtu dle nomogramů je uveden výpočet ŽB
stropní konstrukce z předchozího 7. Příkladu.
Železobetonová stropní deska R´w, L´n,w - potřebné nomogramy a vztahy:
Obr. 12 – Obr. 14.
9,19log8,28 ´ mRw ; ´
, 033,036,89 mL wn ;
1
´ kRR ww ;
R´wR´w,pož .
2
´
,,´ kLLL weqnwwn
L´n,w L´n,w,pož.
Výpočet:
Rw=55dB – výpočet Rw holé stropní konstrukce dle Obr. 12.
84
Rw=56dB – výpočet Rw holé stropní konstrukce dle (ČSN EN 12354-1
(730512), 2001), viz (33));
Ln,w,eq=76dB - výpočet Ln,w holé stropní konstrukce dle (ČSN EN 12354–2
(730512), 2001), viz (34));
ΔRw=10dB – výpočet přírůstku ΔRw holé stropní konstrukce vlivem těžké
plovouví podlahy, dle Obr. 13.
ΔLn,w=28dB – výpočet přírůstku ΔLn,w holé stropní konstrukce vlivem těžké
plovouví podlahy, dle Obr. 14.
R´w=55(56)+10-2=63 (64)dB – celková stavební vzduchová neprůzvučnost
R´w po sečtení jednotlivých částí.
L´n,w=76-28+0=48dB – celková stavební hodnoty hladiny akustického tlaku
kročejového zvuku L´n,w po sečtení jednotlivých částí.
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 12
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota dle dostupných nomogramů, (Havránek, a další,
1996) je R´w=63 dB R´w,pož´=53 dB.
Dle požadavků normy (ČSN 73 0532, 2010) skladba uvedená v Tab. 12
vyhoví jako dělící konstrukce mezi dvěma cizími bytovými jednotkami.
Výpočtem stanovená hodnota dle dostupných nomogramů, (Havránek, a další,
1996) je L´n,w=48 dB L´n,w,pož´=55 dB.
Můžete provést porovnání mezi hodnotami vypočtenými dle (ČSN EN
12354-1 (730512), 2001) a (ČSN EN 12354–2 (730512), 2001) s hodnotami
získanými pomocí nomogramů dle (Havránek, a další, 1996).
Poznámka:
Pokud bychom chtěli dle (ČSN EN 12354-1 (730512), 2001) pod stropní
konstrukci navrhnout podhled, případně ke hmotné stěně předstěnu, budeme
postupovat dle následujícího vztahu (40):
´
2
´
1
0
11111,0160
mmdf
Následně pak připočteme k základní hodnotě stropní nebo stěnové
konstrukce zlepšení vážené neprůzvučnosti ΔRw [dB] na základě Tab. 9.
85
86
87
6 PROSTOROVÁ AKUSTIKA
V každodenním životě se setkáváme s vnitřními prostory, které mají
speciální požadavky na své akustické vlastnosti. Obor stavební fyziky
zabývající se touto problematikou představuje prostorová akustika.
Metodami prostorové akustiky jsou pak sledovány parametry prostoru
zabývající se kvalitou poslechu ve sledované místnosti. Mezi základní patří
například doba dozvuku, srozumitelnost, jasnost a zřetelnost.
Přísné nároky jsou kladeny na vnitřní prostory, jako jsou divadla, kina,
nahrávací studia, kostely, posluchárny, učebny, ale také na místnosti určené
pro sportovní účely. Základní parametry prostoru je však vhodné řešit i
u místností daleko běžnějších jako jsou zasedací prostory administrativních
budov, čekárny, restaurační zařízení a podobně.
Obecně prostorová akustika představuje jednu z náročnějších disciplín
stavební akustiky. Nelze již vycházet pouze s teorie difúzního pole, ale je
potřeba využít i další metody, které lze shrnout do následujících bodů.
o Vlnová akustika;
o statistická akustika;
o geometrická akustika.
Jednotlivé obory jsou pak přiblíženy v následujících kapitolách.
Pro podrobnější studium lze využít například (Kolmer, a další, 1980),
(Vaverka, a další, 1996), (Havránek, a další, 1996), (Donaťáková, 2007),
(Kaňka, 2009) a další.
6.1 Vlnová akustika
Základ vlnové teorie představuje vlnová rovnice a její řešení, které je však
prakticky možné pouze v jednoduchých případech. Tento případ představují
například místnosti tvaru kvádru nebo krychle o rozměrech lx, ly, lz [m]
s jednoduše specifikovanými povrchy. Výsledek pak umožňuje stanovit
okamžitá hodnoty sledovaných akustických veličin jako funkci místa a času.
Obecně v důsledku odrazu zvuku od dvou rovnoběžných stěn dochází
ke vzniku stojatého vlnění při kmitočtech, pro které je vzájemná vzdálenost
stěn rovna celistvému násobku půlvln, viz Obr. 22.
Z největšího rozměru prostoru lze pak odvodit, při kterém nejnižší frekvenci
stojaté vlnění vzniká. Jedná se tedy o vlastnost konkrétního prostoru, o vlastní
kmity prostoru.
88
Stojaté vlnění vznikající mezi dvěma vodorovnými stěnami
Těchto kmitočtů je obecně nekonečně mnoho a mají takovou vlastnost, že se
směrem k vyšším kmitočtům ve spektru vyskytují častěji. Spektrum je pak opět
plně vyplněno a pole se stává opět difúzním.
Pro prostor tvaru kvádru o rozměrech lx, ly a lz [m] lze vlastní kmitočty
stanovit z následujícího vztahu (43):
222
,,2
z
z
y
y
x
xzyx
l
n
l
n
l
ncf
(43)
kde c rychlost zvuku ve vzduchu, [m·s-1];
nx, ny, nz celá čísla od 0 do nekonečna;
lx, ly, lz rozměry stran místnosti, [m].
Především u malých prostorů je právě rozložení spektra vlastních kmitů
velmi důležité. Cílem vlnové teorie je zajištění difúznosti akustického pole
od co nejnižší frekvence. K tomuto cíli vedou následující základní postupy:
1. Vhodná volba velikosti prostoru, čím má prostor větší rozměry a
tudíž větší objem, tím se zvyšuje difúznost akustického pole.
2. Odchylky od rovnoběžnosti stěn, prospěšná je i odchylka v řádu
několika stupňů.
3. Volba vhodných poměrů jednotlivých stran, doporučení jsou
specifikována v (ČSN 73 0525, 1998) a budou podrobněji probrány
v následujících kapitolách.
4. Volba obložení stěn a členitosti interiéru, vhodnou volbou
pohltivých a odrazných ploch a celkovým řešením členitosti interiéru
(sloupy, atiky, římsy, …) lze difúznost vznikajícího akustického pole
výrazně zlepšit.
89
6.2 Statistická akustika
Statistická teorie popisuje zvukové pole v uzavřeném prostoru pomocí
průměrných hodnot akustických veličin. Základními veličinami
charakterizujícími zvukové pole jsou pak především hustota zvukové energie
nebo intenzita zvuku. Aby bylo možné naleznout hodnoty zvukové energie, je
nutno definovat některé zjednodušující předpoklady, které však v praxi
nemusejí být vždy splněny, (Kolmer, a další, 1980).
1. Velikost zvukové energie v libovolném bodě v uzavřeném prostoru
je dána součtem středních hodnot energie, která do uvažovaného bodu
dospěla vlivem odrazů.
2. Hustota zvukové energie je ve všech bodech prostoru stejně veliká,
předpoklad difúzního akustického pole.
3. Úhly, pod kterými dopadá zvuková energie do uvažovaného bodu,
jsou zastoupeny se stejnou pravděpodobností.
Hustota zvukové energie v libovolném bodě uzavřeného prostoru je závislá
na energii zdroje zvuku a na pohltivých vlastnostech jednotlivých
ohraničujících konstrukcí. Obecně se jedná o zákon zachování energie, kdy se
součet energie v prostoru a energie pohlcené konstrukcemi musí rovnat energie
vysílané zdrojem.
Schopnost plochy pohlcovat dopadající zvukovou energii pak lze vyjádřit
pomocí veličiny nazývané činitel zvukové pohltivosti α [-]. Činitel zvukové
pohltivosti představuje poměr pohlcené akustické energie ku energii
dopadající. Číselně nabývá hodnot od 0 (teoretická hodnota, kdy by se všechen
zvuk odrazil) po 1 (všechen zvuk pohlcen, například otevřené okno) a je
závislý na úhlu dopadu a frekvenci. Pokud je tedy potřeba pracovat
s konkrétním materiálem, je potřeba získat křivku závislosti činitele zvukové
pohltivosti na frekvenci.
Obecně schopnost pohlcovat akustickou energii označujeme jako zvukovou
pohltivost A [m2] a pro konkrétní materiál se stanoví dle následujícího vztahu
(44):
SA (44)
kde α činitel zvukové pohltivosti, [-];
S plocha povrchu, [m2].
90
Celkovou pohltivost prostoru pak určíme následujícím součtem součinu
jednotlivých ploch Si [m2] a k těmto plochám příslušejících parametrů činitele
zvukové pohltivosti αi [-], (45):
n
i
ii SA1
(45)
Pohltivost nevykazují pouze plochy ohraničujících konstrukcí, ale také
předměty umístěné v prostoru jako například nábytek, zařízení, osoby. Určení
pohltivosti těchto předmětů může být v některých případech problematické.
Konkrétními hodnotami určení činitele zvukové pohltivosti α [-] a pohltivosti
A [m2] se zabývá norma (ČSN EN 12354-6, 2004). V této normě je mimo jiné
uvedeno, že pokud u objektu dokážeme určit objem objektu Vobj, [m3], je
možné využít pro určení pohltivosti A [m2], následující vztah, (46). Objemem
Vobj je pak myšlen objem nejmenšího obalu objektu pravidelného tvaru, který
nezahrnuje malé prvky vystupující z tohoto obalu.
3/2
objVA (46)
Jednotlivé parametry pohltivosti pak přičteme k pohltivosti jednotlivých
povrchů dle následujícího vztahu (47):
m
j
obj
n
i
ii ASA11
(47)
Celková pohltivost se pak používá k určení jednoho z nejdůležitějších
parametrů, které lze v uzavřeném prostoru sledovat, a to doby dozvuku T [s].
Obecně doba dozvuku představuje dobu, za kterou poklesne hladina
akustického tlaku Lp [Pa] v uzavřeném prostoru od vypnutí zdroje o 60 dB,
viz Obr. 23.
91
Definice pojmu doba dozvuku
6.2.1 Sabineho vztah pro výpočet doby dozvuku
Wallace Clement Sabine (1868-1919) byl americký fyzik působící
na Harvardské univerzitě a lze ho považovat za zakladatele „moderní“
prostorové akustiky.
Sabine odvodil pro výpočet doby dozvuku T [s] poměrně jednoduchý
vztah, který byl následně upraven na základě experimentálního ověření
na následující tvar (46), (Kolmer, a další, 1980):
A
VT 164,0
(46)
kde V objem vyšetřované místnosti, [m3];
A celková pohltivost vyšetřované místnosti, [m2].
Vztah (46) dle Sabine lze použít pro místnosti o V2000 m3 a αstř0,2, kde
αstř [-] představuje střední činitel zvukové pohltivosti, αstř=A/S, S [m2] je
celková plocha povrchů uzavřeného prostoru.
6.2.2 Eyringův vztah pro výpočet doby dozvuku
Sabineho vztah je tedy dostatečně přesný pro prostory nedostatečně
utlumené. Pokud však 0,2<αstř0,8, je vhodný vztah Eyringův, (47).
ES
VT
164,0
(47)
92
kde V objem vyšetřované místnosti, [m3];
S celková plocha povrchů místnosti, [m2];
αE -ln(1-αstř), Eyringův činitel zvukové pohltivosti, [-].
αstř střední činitel zvukové pohltivosti, [-].
6.2.3 Millingtonův vztah pro výpočet doby dozvuku
Je-li αstř>0,8 a objem místnosti V2 000m3 používá se pro f2000 Hz vztah
dle Millingtona, (48):
mVS
VT
E 4164,0
(48)
kde m činitel útlumu zvuku při šíření ve vzduchu, [m-1], který je závislý
na relativní vlhkosti vzduchu i [%] a na teplotě vzduchu i
[°C], jeho hodnoty jsou uvedeny v Tab. 16, (ČSN 73 0525, 1998).
Tab. 16. Hodnoty činitele útlumu zvuku m, [m-1], při šíření ve vzduchu pro oktávová
pásma pro normální atmosférické podmínky (tlak 101,325 kPa, 20°C),
(ČSN 73 0525, 1998)
Jak bylo uvedeno v úvodu této kapitoly, jeden z předpokladů statistické
teorie představuje rovnoměrnost hustoty zvukové energie.
Akustické pole, které již má nějaké znaky rovnoměrného rozložení, se však
vytváří až od tzn. kritického kmitočtu fk [Hz] místnosti, kterou je možno
stanovit dle následujícího vztahu (49):
V
Tfk 2000
(49)
kde T doba dozvuku v místnosti, [s];
V objem místnosti, [m-3].
93
6.3 Geometrická akustika
V uzavřeném prostoru dochází k šíření zvukové vlny od zdroje do daného
místa přímo a odrazy od stěn obklopujících tento prostor.
Pojmem geometrická akustika označujeme obor akustiky, který se zabývá
odrazy zvukových vln od překážek za předpokladu, že nedochází k ohybu
zvuku. Za těchto okrajových podmínek lze, podobně jako v optice, zavést
pojem zvukový paprsek a pracovat se zákonem rovnosti úhlů dopadu a odrazu,
viz Obr. 24. Složitější konstrukce odrazů paprsku jsou dohledatelné například
v (ČSN 73 0525, 1998), (Kolmer, a další, 1980). V této literatuře lze také
dohledat konstrukce odrazů na vypouklých plochách (rozptylujících površích)
a na vydutých plochách (kde dochází k soustředění zvuku).
Konstrukce odraženého paprsku vychází z principu sestrojení zdánlivého
zdroje zvuku, který je definován jako zrcadlový obraz zdroje zvuku. V případě
odrazu od několika konstrukcí musí dojít k sestrojení zrcadlových odrazů
vyšších řádů. Tento způsob konstrukce odražených paprsků je sice možný, ale
náročný a nemá dostatečnou vypovídající hodnotu o tom, jak vhodná je
zvolená geometrie prostoru pro zvolený účel.
Konstrukce zvukového paprsku při dopadu na rovinnou stěnu, (ČSN 73 0525,
1998)
Samotná geometrie celého prostoru je však pro úspěšnou realizaci projektu
poměrně zásadní. Důležité je sledovat tvar místností a rovnoměrnost
zásobování prostoru zvukovou energii (zamezit vzniku jevů jako je ozvěna,
třepotavá ozvěna).
Konkrétně ozvěna může vzniknout tehdy, když odražený zvuk dospěje
k posluchači s dostatečným časovým zpožděním, s odpovídajícím dráhovým
rozdílem. Ucho posluchače pak tento zvuk vnímá jako zvuky dva, viz Tab. 17.
94
Tab. 17. Vliv časového zpoždění a odpovídajícího dráhového rozdílu na kvalitu
poslechu v prostoru, (Kaňka, 2009), (Donaťáková, 2007)
Časové zpoždění
zvuku [s]
Odpovídající
dráhový rozdíl [m] Vliv na kvalitu poslechu v prostoru
< 0,03 < 10,2 Zesílení zvuku - vnímáno jako jeden zvuk
0,03 - 0,05 10,2 -17 Směšování hlásek
0,05 - 0,1 > 17 Ozvěna
> 0,1 > 34 Jednoslabičná ozvěna
Abychom rušivý jev ozvěny odstranily, je nutné zaměřit pozornost
na vzdálenosti odrazných ploch tak, aby nebylo dosaženo kritického
dráhového rozdílu Δs [m].
Následující Graf 5 uvádí vztah mezi dráhovým rozdílem, vzdáleností
posluchače od zdroje zvuku a středním činitelem zvukové pohltivosti αstř [-].
Graf 5 je založen na Haasově kritériu pro rušivost u 10% posluchačů. Z grafu
je patrné, že pro prostory s kratší dobou dozvuku, to znamená s vyšší
pohltivostí, může být dráhový rozdíl větší.
Mezní dráhový rozdíl Δs, (Donaťáková, 2007)
Třepotavá ozvěna pak vzniká několikanásobným odrazem
od rovnoběžných povrchů (stěn, podlahy, stropu). Na takto vzniklý jev je ucho
velmi citlivé a představuje tedy nechtěný úkaz.
6.4 Pole přímých a odražených vln
Je-li umístěn zdroj hluku v uzavřeném prostoru, mohou se kolem něj
vytvořit dva druhy akustického pole. Pole přímých vln (v těsné blízkosti
zdroje) a pole odražených zvukových vln (ve větší vzdálenosti).
Pole přímých vln pak bude ohraničeno poměrně malou vzdáleností od zdroje
hluku. V každém případě při vyšetřování šíření hluku v uzavřeném prostoru je
nutné počítat s kombinací těchto polí a pro výpočet hladiny akustického
tlaku Lp [dB] v určitém bodě prostoru lze využít následující vztah (50),
(Kolmer, a další, 1980).
95
stř
střw
Sr
QLL
14
4log10
2
(50)
kde Lw hladina akustického výkonu zdroje hluku, [dB];
Q činitel směrovosti zdroje, [-];
r vzdálenost posuzovaného bodu od zdroje hluku, [m];
αstř střední činitel zvukové pohltivosti, [-];
S součet všech ploch ohraničujících místnost, [m2].
První část pak představuje pole přímých vln, druhá pak pole vln odražených.
Uvedené vztahy platí teoreticky pro jakýkoliv bod prostoru kromě bodů velmi
blízkých obalovým konstrukcím. Z uvedeného vztahu dále vyplývá, že v poli
přímých vln nelze výslednou hladinu akustického tlaku ovlivnit zvýšením
pohltivosti prostoru.
Mezi polem přímých a polem odražených vln leží rozhraní, které je
charakterizováno tzv. poloměrem doznívání r [m], který lze stanovit
dle následujícího vztahu (51), (Kolmer, a další, 1980).
16
QAr
(51)
kde Q činitel směrovosti zdroje, [-];
A pohltivost prostoru, [m2].
6.5 Platná legislativa pro prostorovou akustiku
6.5.1 ČSN 73 0525 – Akustika – Projektování v oboru prostorové
akustiky – Všeobecné zásady
Předmětem normy jsou obecné zásady pro projektování akustiky uzavřených
prostorů určených k poslechu hudby a řeči v nově budovaných nebo
rekonstruovaných objektech. Norma uvádí hlavní opatření z hlediska
stavební akustiky, požadavky na objem prostoru, doporučení pro poměry
jeho základních rozměrů a pro jeho tvar z hlediska možnosti rušivých
jevů v něm, dále popisuje chování prostorově tvarovaných hraničních
ploch při utváření zvukového pole, způsoby jejich využití a postup
výpočtu doby dozvuku.
Dále je zde definován pojem optimální doba dozvuku T0, [s], jako
doporučená hodnota T [s], která je základním kritériem kvality poslechu
96
v obsazeném uzavřeném prostoru pro některý z daných typů přirozeného
signálu nebo jejich obvyklé kombinace. Optimální doba dozvuku se liší
dle účelu využití místnosti. Pro různé účely využívání je optimální doba
dozvuku stanovena v (ČSN 73 0527, 2005).
Jak bylo uvedeno výše, norma se zabývá rozměry uzavřeného prostoru.
Uzavřené prostory menší než 200 m3 se mají svým tvarem blížit, nikoliv
však rovnat krychli, aby se dosáhlo pokud možno rovnoměrného
spektrálního rozložení vlastních kmitů. Doporučuje se poměr 1:1,05:1,2.
Pro uzavřené prostory o objemu větším než 200 m3, které se svým tvarem
blíží kvádru, se doporučuje poměr stran 1:1,25:1,6 nebo 1:1,5:2,5,
případně 1:1,7:2,9. Žádný z rozměrů nesmí být celistvým násobkem
kteréhokoliv ze zbývajících rozměrů, (ČSN 73 0525, 1998). Maximální
doporučené objemy z hlediska výkonu zdroje jsou uvedeny v Tab. 18.
Tab. 18. Maximální objemy prostorů doporučené z hlediska akustického výkonu
zdrojů živé hudby a řeči, (ČSN 73 0525, 1998)
Hudební Komorní Symfonická Varhanní
divadlo divadlo hudba hudba
Maximální V [m3] 5000 15000 5000 25000 30000
Účel využívání Řeč
6.5.2 ČSN 73 0527 – Akustika – Projektování v oboru prostorové
akustiky – Prostory pro kulturní účely – Prostory ve školách –
Prostory pro veřejné účely
Tato norma stanoví hlavní zásady pro projektování a realizaci uzavřených
prostorů pro kulturní účely, prostorů ve školách a prostorů pro veřejné účely.
Platí pro nově zřizované, rekonstruované nebo adaptované prostory, v nichž
kvalita poslechových podmínek či akustická pohoda hraje významnou roli.
Tab. 19. Požadavky na prostory pro kulturní účely, (ČSN 73 0527, 2005)
Prostor Počet
osob
Objem
V
[m3.os-1]
Číslo závislosti T0
na objemu V
Rozmezí
hodnot
T/To [-]
Poznámka
Koncertní sál:
varhanní hudba
symfonický orchestr
komorní hudba
-
do 2 000
do 500
10 až 12
8 až 10
6 až 8
Pro koncertní sál jsou závislosti
optimální doby dozvuku T0
na objemu sálu uvedeny v ČSN
730525 (obrázek A.1) a označeny
písmeny A pro hudbu varhanní, B
pro hudbu symfonického orchestru
a C pro hudbu komorní.
A.2
A.2
A.2
V 4 000 m3
Opera do 1 500 6 až 8 1 – A.1 A.2 V 12 000
m3
97
Hudební divadlo - 6 až 8 1 – A.1 A.2
Zkušebna orchestru,
pěveckého souboru do 250 8 2 – A.1 A.2 V > 2 000 m3
Víceúčelový sál - 5 až 7 2 – A.1 A.3
Činoherní divadlo do 1 200 4 až 6 3 – A.1 A.4 V 6 000 m3
Zkušebna činohry do 50 4 až 6 3 – A.1 A.4
Přednáškový sál do 400 4 až 5 3 – A.1 A.4 V 2 000 m3
Kino s jednokanálovým
zvukovým zařízením do 400
nad 400
4 až 5
5 až 6
4 – A.1 A.5
A.5
Kino s vícekanálovým
zvukovým zařízením
analogovým
do 400
nad 400
4 až 5
5 až 6
A.6
A.6
A.7
A.7
Kino s vícekanálovým
zvukovým zařízením
digitálním
do 400
nad 400
4 až 5
5 až 6
A.6
A.6
A.7
A.7
Doporučuje se
hodnota NC-25
Tab. 20. Požadavky na prostory ve školách, (ČSN 73 0527, 2005)
Prostor Objem
prostoru
V [m3]
Doba T0 [s] Rozmezí
hodnot
T/To [-]
Poznámka
Učebna a posluchárna do 250 0,7 A.4
Posluchárna nad 250 T0 = 0,3424.logV-0,185 A.4 V = 100 - 6 000 m3
Jazyková učebna,
laboratoř
130 až
180
0,45 A.4
Audiovizuální učebna 200 0,6 A.4
Učebna hudební
výchovy
200 0,9 A.3
Učebna hudební
výchovy
při reprodukované
hudbě
200 0,5 A.3
Učebna hry na
individuální nástroje
a sólového zpěvu
80 až
120
0,7 A.3
Učebna orchestrální hry
hudebních škol
- T0 = 0,3582.logV-0,061 A.2 V = 500 - 20 000 m3
Tělocvična a plavecká
hala všech typů škol
- T0 = 0,3961.logV+0,023
T0 = 1,0366.logV-2,204
A.8 V = 500 - 3 000 m3
V = 3 000 -
20 000 m3
LAeq = 60 [dB]
Sborovna, konferenční
místnost
- Širokopásmový obklad
stropu
-
98
Učebna pracovní výuky - Širokopásmový obklad
stropu
-
Učebna gymnastiky
a tance
- Širokopásmový obklad
stropu
-
Herny v mateřských
školách a družinách
130 až
200
Širokopásmový obklad
stropu
-
Denní místnost jeslí 150 Širokopásmový obklad
stropu
-
Jídelna - Širokopásmový obklad
stropu
-
Poznámka:
Širokopásmový akustický obklad představuje materiál, jehož vážený činitel
zvukové pohltivosti αw0,8.
Tab. 21. Hodnoty doby dozvuku vnitřních prostorů u staveb pro veřejné účely,
(ČSN 73 0527, 2005)
Prostor Optimální doba dozvuku
T0 [s] (akustická úprava)
Rozmezí
hodnot
T/To [-]
Poznámka
Tělocvičny T0 = 0,3961.logV + 0,023
T0 = 1,0366.logV - 2,204 A.8
V = 500 - 3 000 m3
V = 3 000 - 20 000 m3
Sportovní haly
T0 = 0,3961.logV + 0,023
T0 = 1,0366.logV - 2,204 A.8
V = 500 - 3 000 m3
V = 3 000 - 20 000 m3
Plavecké haly
T0 = 0,3961.logV + 0,023
T0 = 1,0366.logV - 2,204 A.8
V = 500 - 3 000 m3
V = 3 000 až 20 000 m3
Nádražní haly
T0 = 0,3961.logV + 0,023
T0 = 1,0366.logV - 2,204 A.8
V = 500 - 3 000 m3
V = 3 000 - 20 000 m3
Letištní haly T0 = 0,3961.logV + 0,023
T0 = 1,0366.logV - 2,204 A.8
V = 500 - 3 000 m3
V = 3 000 - 20 000 m3
Haly a dvorany veřejných
budov 1,4 A.3
Tam, kde je důležitá
srozumitelnost řeči
Přepážkové haly pošt,
spořitelen a bank
Širokopásmový obklad stropu -
Čítárny a studovny Širokopásmový obklad stropu -
99
Tab. 22. Meze přípustného rozmezí poměru dob dozvuku T/T0 prostorů daného určení,
(ČSN 73 0527, 2005)
Určení
Rozm
ezí Meze Střední kmitočet f [Hz] oktávového pásma
31
,5
63
12
5
25
0
50
0
1 0
00
2 0
00
4 0
00
8 0
00
16
00
0
Hudba A.2 horní 1,45 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
dolní 1,00 0,80 0,80 0,80 0,80 0,65
Hudba i řeč A.3 horní 1,45 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
dolní 1,00 0,80 0,80 0,80 0,80 0,65
Řeč A.4 horní 1,20 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
dolní 0,65 0,80 0,80 0,80 0,80 0,65
Kino
jednokanálové
A.5 horní 0,55 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30
dolní 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,60
Kino
vícekanálové
A.7 horní 2,00 1,50 1,30 1,10 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
dolní 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50
Tělocvična,
sportovní hala
A.8 horní 1,20 1,20 1,20 1,20
dolní 0,80 0,80 0,80 0,80
6.6 Konstrukce sloužící k pohlcování zvuku
Pokud vznikne požadavek na zvýšení pohltivosti prostoru, osazujeme
do místnosti konstrukce nebo objekty, které pohlcují zvuk. Jejich realizací
dojde nejen k poklesu hladiny akustického tlaku v poli odražených vln, ale
také k úpravě dalších parametrů, například již zmiňované doby dozvuku.
Schopnost materiálu, konstrukce pohlcovat zvuk je definována nejčastěji
činitelem zvukové pohltivosti α [-], jehož konkrétní hodnoty nalezneme v Tab.
23 - 25 z normy (ČSN EN 12354-6, 2004), případně obsáhleji v Tab. 26 – 28
z (Vaverka, a další, 1996), (Donaťáková, 2007).
Tab. 23. Typické hodnoty ekvivalentní pohltivé plochy Aobj některých běžných objektů,
(ČSN EN 12354-6, 2004)
100
Tab. 24. Typické hodnoty činitele zvukové pohltivosti α, (ČSN EN 12354-6, 2004)
Tab. 25. Typické hodnoty činitele zvukové pohltivosti α pro některé sestavy objektů,
(ČSN EN 12354-6, 2004)
101
Tab. 26. Typické hodnoty činitele zvukové pohltivosti α, (Vaverka, a další, 1996)
Tab. 27. Typické hodnoty činitele zvukové pohltivosti α, (Vaverka, a další, 1996)
102
Tab. 28. Typické hodnoty činitele zvukové pohltivosti α, (Vaverka, a další, 1996)
103
Poznámka:
Je třeba zohlednit skutečnost, že výše uvedené parametry jsou platné pouze
v případě, že jsou materiály použity za stejných okrajových podmínek,
v jakých byly měřeny.
Například sklo má dle tabulek výše nějaké hodnoty činitele zvukové
pohltivosti. Tyto jsou však platné pouze při použití skla za stejných podmínek
– třeba jako okenní výplň. To znamená, že pokud bychom použili sklo k účelu
jinému, například jako obklad stěny, jeho činitel zvukové pohltivosti by se lišil
(v tomto případě by se blížit 0).
Vždy je nutno zvážit podmínky zabudování, případně pak najít vhodnější
podklady.
Podle konstrukce a principu fungování lze konstrukce pohlcující zvuk
rozdělit do následujících skupin:
o Konstrukce porézní;
o kmitající membrány a desky;
o dutinové rezonátory;
o konstrukce kombinované.
6.6.1 Konstrukce porézní
Obklady z porézních materiálů jsou charakteristické vysokou pórovitostí.
Póry musejí být vzájemně spojeny a otevřeny do volného prostoru. Nejčastěji
se k tomuto účelu využívají různé rohože a desky z minerálních nebo jiných
vláken.
Ve stavební praxi je často k tomuto účelu chybně navrhován polystyren,
který má sice pórovitou strukturu, ale ta je uzavřená. Další chyba, která se
ve stavební praxi objevuje, je opatření pórovitého materiálu dodatečným
nátěrem, který póry uzavře a omezí funkci pohltivého materiálu.
Obecně jsou porézní pohlcovače nejvíce účinné, je-li pórovitý materiál
umístěn ve vzdálenosti ¼ vlnové délky zvuku od základního tuhého podkladu,
viz Obr. 25.
104
Princip umístění porézního pohlcovače u pevné stěny, (Donaťáková, 2007)
Porézní materiály proto pohlcují převážně zvuk o vyšších frekvencích,
protože tam je vlnová délka malá. Z uvedeného tedy vyplývá, že pohltivost
těchto prvků lze regulovat jejich tloušťkou, případně jejich odsazením od stěn,
stropů, viz Obr. 26.
Spektrum hodnot činitele zvukové pohltivosti pro obklad plstí z minerálních
vláken v závislosti na frekvenci, (Donaťáková, 2007)
Z hygienických a estetických důvodů se porézní pohlcovače mohou chránit
zatavením do velmi tenké fólie, mohou být zakryty tenkou tkaninou, pletivem
atd. Nesmí však dojít k znemožnění spojení děr s okolním prostředím,
procento děr musí vždy zůstat min. 25 - 35%, (Kaňka, 2009).
105
6.6.2 Konstrukce kmitající membrány a desky
Kmitající membrány a desky jsou tenké fólie nebo desky připevněné
na pevném roštu, nejčastěji dřevěném nebo kovovém. Rošt svým rozměrem d
[m] vymezuje tloušťku vzduchové dutiny, viz Obr. 27. K výrobě kmitajících
membrán se využívají koženky, novodurová nebo polyethylenová fólie atd.
Konstrukce kmitající membrány, dle (Donaťáková, 2007)
Takto koncipované konstrukce pak vykazují zvukovou pohltivost
na poměrně úzkém pásmu především nízkých kmitočtů v okolí kmitočtu
rezonančního. Rezonanční kmitočet fr [Hz] lze určit na základě znalosti
plošné hmotnosti m´ [kg·m-2] membrány a tloušťky vzduchové mezery d [m]
dle následujícího vztahu (51):
dmf r
´
60
(51)
Pokud je požadavek rozšířit pásmo působení kmitající membrány či desky,
lze do mezery vložit vhodný pohlcující materiál, například minerální vatu,
viz Obr. 28.
Frekvenční průběh činitele zvukové pohltivosti kmitající membrány
v závislosti na vyplnění vzduchové dutiny - bez výplně červeně, s výplní černě,
dle (Donaťáková, 2007)
106
Při zvyšování plošné hmotnosti kmitající membrány získáváme kmitající
desky, které se vyrábějí například z dřevotřísky nebo sádrokartónu. Připevnění
deskového materiálu k nosnému roštu musí však být realizováno měkce, tak
aby deska mohla kmitat jako píst a nic jí nebránilo v pohybu. Spoje musí být
samozřejmě vzduchotěsné.
6.6.3 Konstrukce dutinových rezonátorů
Pohlcování zvuku dutinovými rezonátory vychází z principu Helmholtzova
rezonátoru. Tento prvek je tvořen dutinou o určitém objemu a s okolím spojem
hrdlem, ve kterém je určitá hmotnost, kterou si můžeme představit jako píst.
Rezonanční kmitočet je pak určen právě rozměry dutiny a rozměry
spojovacího hrdla. Obdobně jako u kmitajících membrán a desek je možné
rozšířit pásmo jejich působení vložením pohltivého materiálu do dutiny prvku.
V dnešní stavební praxi jsou k tomuto účelu nejčastěji využívány některá
systémová řešení typu tvárnicových rezonátorů a děrovaných desek.
U děrovaných desek pak dochází ke kmitání vzduchového sloupce kolem
otvoru o fiktivní výšce, která je dána tloušťkou děrované desky h [m]
a koncovou korekcí 2·Δh [m], celkově tedy h´=h+2·Δh [m], viz Obr. 29.
Schématický řez děrovanou deskou, dle (Donaťáková, 2007)
Koncovou korekci 2·Δh [m] lze získat s pomocí následujícího Grafu 6, který
vyjadřuje závislost činitele děrování na součiniteli KI [-], jednotlivé průběhy
jsou závislé na různých tvarech děr – kruhový, čtvercový a obdélníkový otvor.
107
Závislost koncové korekce na činiteli děrování ɛ pro různé tvary otvorů, (Kolmer, a
další, 1980)
Jsou-li pro uvažované frekvenční pásmo všechny rozměry rezonátoru menší
než polovina vlnové délky a hodnota činitele děrování desky
ɛ=S0/Sd0,15, [-], pak se vzduch v otvoru chová jako nestlačitelný hmotný píst
a vzduchový polštář tloušťky d [m] jako pružina.
Pro kolmý dopad pak platí následující vztah (52):
´
0
´
0 542 hV
S
hV
Scfr
(52)
kde c0 rychlost šíření zvuku ve vzduchu, [m·s-1];
S0 průřez jednotlivého otvoru v desce, [m2];
V objem příslušející k jednotlivému otvoru v desce, [m3];
h´ fiktivní výška sloupce, [m].
Po zavedení činitele děrování do vztahu platí (53):
´´
0 542 hdhV
Scfr
(53)
kde ɛ činitel děrování desky, [-];
d tloušťka vzduchového polštáře, [m].
108
Pro všesměrový dopad pak dochází k posunu rezonančního kmitočtu
směrem k vyšším hodnotám přibližně o polovinu oktávy.
Ve stavební praxi se při použití pohltivého materiálu v dutině musí často
z hygienických důvodů tento pohltivý materiál zatavit do tenké fólie. V tomto
případě ale musí být zajištěno zachování volného prostoru mezi deskou a
pohlcovačem tak, aby mohlo být realizováno kmitání vzduchového sloupce.
K tomuto vymezení prostoru může být použito například pletivo.
Pokud je činitel děrování ɛ=S0/Sd>0,15 posunuje se rezonanční kmitočet
do vyšších frekvencí a prvek začíná fungovat spíše jako porézní pohlcovač.
6.6.4 Konstrukce kombinované
Mezi konstrukce kombinované můžeme zařadit vícenásobné rezonanční
soustavy, kdy jsou například jednotlivé rezonanční prvky sdruženy do jednoho
panelu.
Dalším typem kombinované konstrukce jsou zavěšená tělesa, která jsou
obvykle vyrobena z porézního materiálu a vyztužen například pletivem,
tkaninou nebo fólií z plastické hmoty.
Z akustického hlediska se zvuk na zavěšeném tělese ohýbá, takže může být
činitel zvukové pohltivosti i větší než 1.
Ve stavební praxi je nutno správně volit počet pohltivých těles, protože
s jejich hustotou klesá jejich účinnost – ubývá prostoru pro ohyb vlnění.
Poznámka:
Výrobci a dodavatelé všech výše uvedených prvků by měli být schopni
projektantovi doložit průběh činitele zvukové pohltivosti, který pak bude
použit pro aplikaci na konkrétní stavbě.
Pokud tento parametr není dostupný, lze jej získat měřením v interferometru
nebo dozvukové komoře.
6.6.5 Konstrukce rozptylové
Rozptylové prvky bývají do prostoru umisťovány, pokud je potřeba upravit
distribuci zvukové energie. Pro tyto účely se používají difuzory. Jedná se
o členité prvky s různou povrchovou úpravou.
Mezi účinné prvky lze zařadit RPG prvky fungující na principu akustické
difrakční mřížky.
Obecně prvky rozptylují zvuk, pokud jejich členitost odpovídá nebo
přesahuje délku zvukové vlny.
109
6.7 Obecný postup návrhu prostoru s ohledem na požadavky
prostorové akustiky
Zjednodušený postup návrhu prostoru s požadavky na prostorovou akustiku:
o Určit, o jaký typ prostoru se jedná – pro kulturní účely, veřejné
prostory, prostory ve školních zařízeních.
o Zjistit objem prostoru. Nutnost zohlednit kromě akustiky také
hygienické a provozní požadavky. Malé prostory mají obecně krátkou
dobu dozvuku a pro hudební účely v nich nelze dosáhnout optimální
doby dozvuku.
o Vyřešit tvar prostoru, například viz (ČSN 73 0525, 1998), (Kolmer,
a další, 1980), (Havránek, a další, 1996). U větších sálů
nezapomenout na nutnost zohlednit dobrý výhled. Tvar stropu se
navrhuje dle pravidel geometrické akustiky.
o Stanovit optimální dobu dozvuku, viz (ČSN 73 0527, 2005).
o Vypočítat skutečnou dobu dozvuku – stav bez akustických opatření.
o Provést posouzení a v případě, že prostor není vyhovující určit
potřebné množství jednotlivých zvolených typů akustických
obkladů, respektovat obsazení osobami a započítat nábytek.
o Rozmístit akustické obklady, tělesa atd. Zohledňovat
architektonické řešení, tzn. spolupráce s architektem.
o Vypočítat novou dobu dozvuku po zohlednění akustických opatření.
o Provést posouzení.
o V případě splnění realizovat projekt.
Při realizaci náročného projektu lze doporučit následující postup:
o Provést měření doby dozvuku před umístěním akusticky pohltivých
materiálů, to znamená ve stavebně dokončeném prostoru.
o Následně provádět měření po jednotlivých etapách realizace
akustických opatření, tak aby mohla být realizace případně
korigována dle skutečných naměřených hodnot.
o Měření v dokončeném prostoru – měření nutno doložit ke kolaudaci
stavby.
Poznámka:
Při výpočtu je třeba uvažovat s obsazení prostoru osobami. Určení počtu
osob není vždy snadným úkolem. Legislativa uvádí, že by měl být prostor
posuzován při 80 - 100% obsazenosti. Prostory pro sportovní účely se pak
posuzují v neobsazeném stavu. Vždy je to však o odborném odhadu akustika.
110
6.8 Praktická část – příklady
8. PŘÍKLAD:
Zadání:
Vypočítejte dobu dozvuku v učebně D 213 a posuďte, zda je učebna
vhodná ke svému účelu. Rozměry místnosti jsou zobrazeny na následujícím
schématu. Učebna slouží k výuce 24 studentů. Dále jsou při výuce přítomni
2 učitelé. Vybavení nábytkem v tomto cvičném zadání zanedbejte (v praxi je
třeba započítat!!!).
Fotografie z učebny D 213:
Fotodokumentace z učebny D 213 Ústavu pozemního stavitelství VUT v Brně
111
Schéma učebny D 213:
Požadované hodnoty dle (ČSN 73 0527, 2005):
Prostor Objem
prostoru
V [m3]
Doba T0 [s] Rozmezí
hodnot
T/To [-]
Poznámka
Učebna a posluchárna do 250 0,7 A.4
Posluchárna nad 250 T0 = 0,3424.logV-0,185 A.4 V = 100 - 6 000 m3
112
Potřebné vztahy:
m
j
obj
n
i
ii ASA11
;
S
VT 164,0 ;
185,0log3424,0 VTOPT
Výpočet:
Tab. 29. Výpočet doby dozvuku v učebně D 213 – neupravený stav
UČEBNA D213: V [m3] 299,11
Povrchová úprava Plocha α [-]
[m2] A [m
2] 125 250 500 1000 2000 4000
Stěny
1.) Omítka 101,5 α 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03
A 1,02 1,02 1,02 2,03 2,03 3,05
2.) Okenní výplně 23,2 α 0,15 0,05 0,03 0,03 0,02 0,02
A 3,48 1,16 0,70 0,70 0,46 0,46
3.) Keramický obklad 5,1 α 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02
A 0,05 0,05 0,05 0,10 0,10 0,10
4.) Dřevěný obklad 3,3 α 0,1 0,11 0,1 0,08 0,08 0,11
A 0,33 0,36 0,33 0,26 0,26 0,36
5.) Dveře 2,9 α 0,3 0,25 0,1 0,08 0,05 0,04
A 0,87 0,725 0,29 0,232 0,145 0,116
Strop
1.) Omítka 81,5 α 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03
A 0,815 0,815 0,815 1,63 1,63 2,445
Podlaha
1.) Koberec 81,5 α 0,02 0,03 0,06 0,15 0,3 0,4
A 1,63 2,445 4,89 12,225 24,45 32,6
Další
1.) Obsazení osobami počet osob A 1 osoba 0,15 0,3 0,44 0,45 0,46 0,46
22 A 22 osob 3,3 6,6 9,68 9,9 10,12 10,12
ΣS; ΣA 299 [m2]; [m
2] 11,49 13,17 17,77 27,08 39,21 49,26
[-] 0,04 0,04 0,06 0,09 0,13 0,16
[s] 4,27 3,72 2,76 1,81 1,25 1,00
[s] 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66
[-] 6,44 5,62 4,17 2,73 1,89 1,50
[-] 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
[-] 0,65 0,8 0,8 0,8 0,8 0,65Dolní mez
T=0,164*V/A
αstř
Frekvence [Hz]
Topt=0,3424*logV-0,185
T/Topt
Horní mez
113
Průběh vypočítané doby dozvuku na frekvenci – neupravený stav
0,66 0,66 0,66 0,66 0,660,66
4,27
3,72
2,76
1,81
1,25
1,00
0,60
1,10
1,60
2,10
2,60
3,10
3,60
4,10
4,60
125 250 500 1000 2000 4000
T [s
]
f (Hz)
Topt T
Průběh vypočítané doby dozvuku ku optimální době dozvuku na frekvenci –
neupravený stav
1,2 1,2 1,2 1,2 1,21,2
0,65 0,8 0,8 0,8 0,80,65
6,44
5,62
4,17
2,73
1,89
1,50
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
125 250 500 1000 2000 4000
T/T o
pt
[-]
f [Hz]
Horní mez Dolní mez T/Topt
114
Tab. 30. Výpočet doby dozvuku v učebně D 213 – upravený stav
UČEBNA D213: V [m3] 289,31
Povrchová úprava Plocha α [-]
[m2] A [m
2] 125 250 500 1000 2000 4000
Stěny
1.) Omítka 101,5 α 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02
A 1,02 1,02 1,02 2,03 2,03 2,03
2.) Okenní výplně 23,2 α 0,15 0,05 0,03 0,03 0,02 0,02
A 3,48 1,16 0,70 0,70 0,46 0,46
3.) Keramický obklad 5,1 α 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02
A 0,05 0,05 0,05 0,10 0,10 0,10
4.) Dřevěný obklad 3,3 α 0,1 0,11 0,1 0,08 0,08 0,11
A 0,33 0,36 0,33 0,26 0,26 0,36
5.) Dveře 2,9 α 0,3 0,25 0,1 0,08 0,05 0,04
A 0,87 0,725 0,29 0,232 0,145 0,116
Strop
1.) Ecophon Master Rigid E 48,9 α 0,4 0,85 0,95 0,85 0,95 0,9
A 19,56 41,57 46,46 41,57 46,46 44,01
2.) Omítka 32,6 α 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02
A 0,33 0,33 0,33 0,65 0,65 0,65
Podlaha
1.) Koberec 81,5 α 0,02 0,03 0,06 0,15 0,3 0,4
A 1,63 2,445 4,89 12,225 24,45 32,6
Další
1.) Obsazení osobami počet osob A 1 osoba 0,15 0,3 0,44 0,45 0,46 0,46
22 A 24 osob 3,3 6,6 9,68 9,9 10,12 10,12
ΣS; ΣA 266,4 [m2]; [m
2] 30,56 54,25 63,73 67,67 84,68 90,46
[-] 0,10 0,18 0,21 0,23 0,28 0,30
[s] 1,65 0,89 0,74 0,69 0,53 0,49
[s] 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66
[-] 2,51 1,35 1,13 1,06 0,81 0,75
[-] 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
[-] 0,65 0,8 0,8 0,8 0,8 0,65Dolní mez
Frekvence [Hz]
αstř
TE=0,164*V/(S*αE)
Topt=0,3424*logV-0,185
TE/Topt
Horní mez
115
Průběh vypočítané doby dozvuku na frekvenci – neupravený stav
0,66 0,66 0,66 0,66
0,660,66
1,65
0,89
0,740,69
0,53 0,49
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
125 250 500 1000 2000 4000
T [s
]
f (Hz)
Topt TE
Průběh vypočítané doby dozvuku ku optimální době dozvuku na frekvenci – upravený
stav
1,2 1,2 1,2 1,2 1,21,2
0,65 0,8 0,8 0,8 0,8 0,65
2,51
1,35
1,131,06 0,81
0,75
0,5
1
1,5
2
2,5
3
125 250 500 1000 2000 4000
T/T o
pt
[-]
f [Hz]
Horní mez Dolní mez T/Topt
116
Závěr:
Dle požadavků normy (ČSN 73 0527, 2005) prostor učebny D 213
nesplňuje požadavky.
Pro dosažení požadovaného poměru doby dozvuku ku optimální době
dozvuku je navržen v učebně podhled minerálními deskami Ecophon Master
E. Tento podhled musí být doplněn o rezonátory, které sníží dobu dozvuku na
125 Hz a 250 Hz.
Doporučený postup je následující:
Zrealizovat navržený podhled a provést měření doby dozvuku a pak
dle skutečných hodnot doby dozvuku učebny realizovat opatření rezonátory.
117
118
119
7 ZAJÍMAVOSTI ZÁVĚREM – PŘÍKLADY CHYB
NA STAVBÁCH
Dvojdomek – zahradní ventil v dělící stěně, zhoršení zvukoizolačních
vlastností, (Ing. Pavel Oravec, Ph.D.)
Zasekání elektroinstalace do mezibytové stěny, zhoršení zvukoizolačních
vlastností, (Ing. Pavel Oravec, Ph.D.)
120
Prostupy komínů obvodovou stěnou, schodiště zakotveno “natvrdo“,
(Ing. Pavel Oravec, Ph.D.)
Schodiště v mezonetu uloženo „natvrdo“, absence pružné podložky,
(Ing. Pavel Oravec, Ph.D.)
121
Odpadní potrubí zasekáno do PTH 250, zhoršení zvukoizolačních vlastností,
(Ing. Pavel Oravec, Ph.D.)
Trubky vedené ve vrstvě kročejové izolace, (Ing. Lubor Kalousek, Ph.D.)
122
Dozdění stěny nevhodným materiálem o nižších zvukoizolačních vlastnostech,
(Ing. Pavel Oravec, Ph.D.)
Předstěnový systém z pórobetonu, zhoršení původních
zvukoizolačních vlastností, (autor)
123
Chybějící dilatace těžké plovoucí podlahy, přenos kročejového zvuku, (autor)
Dotažení dlažby až ke stěně, přenos kročejového zvuku, (autor)
124
Nedostatečná šířka dělící stěny mezi byty, (autor)
Chybně osazený podestový blok, chybějící dilatace, (autor)
125
Chybně provedená dilatace podestového bloku, (autor)
Vyplnění dilatační vrstvy PUR pěnou, (autor)
126
Dilatační vrstva bez výplně, dilatační vrstva vyplněna polystyrenem, (autor)
Chybějící omítka pod podhledem, (autor)
127
8 CITOVANÁ LITERATURA
Brepta, R., Půst, L. a Turek, F. 1994. Mechanické kmitání: Technický
průvodce 71. První vydání. Praha : Sobotáles, 1994. str. 589. ISBN 80–
901684–8–5.
Čechura, Jiří. 1997. Stavební fyzika 10: akustika stavebních konstrukcí.
Praha : ČVUT, 1997. str. 173. Sv. Vydání 1. ISBN 80-010-1593-9.
ČSN 73 0525. 1998. Akustika - Projektování v oboru prostorové akustiky -
Všeobecné zásady. Praha : Český normalizační institut, 1998. str. 20.
ČSN 73 0527. 2005. Akustika - Projektování v oboru prostorové akustiky -
Prostory pro kulturní účely - Prostory ve školách - Prostory pro veřejné účely.
Praha : Český normlizační institut, 2005. str. 16.
ČSN 73 0532. 2010. Akustika – Ochrana proti hluku v budovách a
posuzování akustických vlastností stavebních výrobků – Požadavky. místo
neznámé : Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví,
2010. str. 24.
ČSN EN 12354-1 (730512). 2001. Stavební akustika – Výpočet akustických
vlastností budov z vlastností stavebních prvků – Část 1: Vzduchová
neprůzvučnost mezi místnostmi. místo neznámé : Úřad pro technickou
normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2001.
ČSN EN 12354–2 (730512). 2001. Stavební akustika – Výpočet
akustických vlastností budov z vlastností stavebních prvků – Část 2: Kročejová
neprůzvučnost mezi místnostmi. místo neznámé : Úřad pro technickou
normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2001. str. 32.
ČSN EN 12354-6. 2004. Stavební akustika - Výpočet akustických vlastností
budov z vlastností stavebních prvků - Část 6: Zvuková pohltivost v uzavřených
prostorech. Praha : Český normalizační institut Praha, 2004. str. 24.
ČSN EN ISO 140-4. 2000. Akustika - Měření zvukové izolace stavebních
konstrukcí a v budovách - Část 4: Měření vzduchové neprůzvučnosti mezi
místnostmi v budovách. Praha : Český normalizační institut, Leden 2000. str.
24.
ČSN EN ISO 717–1 (ČSN 73 0531). 2013. Akustika – Hodnocení zvukové
izolace stavebních konstrukcí a v budoČást 1: Vzduchová neprůzvučnost.
Praha : Český normalizační institut, 2013. str. 20.
ČSN EN ISO 717–2 (ČSN 73 0531). 2013. Akustika – Hodnocení zvukové
izolace stavebních konstrukcí a v budovách – Část 2: Kročejová
neprůzvučnost. Praha : Český normalizační institut, 2013. str. 16.
128
ČSN ISO 1683 (011626). 2009. Akustika. Vybrané referenční veličiny pro
hladiny v akustice. Praha : Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní
zkušebnictví, 2009. str. 8.
de Silva, Clarence W. 2005. Vibration and Shock Handbook. Boca Raton
(USA, FL) : CRC Press, 2005. str. cca 1500. ISBN 0–8493–1580–8.
Donaťáková, Dagmar. 2007. Stavební akustika a denní osvětlení, Modul 1,
Stavební fyzika. 2007. Studijní opory pro studijní programy s kombinovanou
formou studia.
Havránek, Jiří, a další. 1996. Akustika. Souhrn kriteriálních požadavků a
výpočtových metody oboru stavební a prostorové akustiky. 1. vydání. Brno :
VUT, PC–DIR spol. s r.o., 1996. str. 156. VAVERKA, Jiří, HAVRÁNEK, Jiří,
KOZEL, Václav, SIEGL, Pavel. Akustika. Souhrn kriteriálních požadavků a
výpočtových metody oboru stavební a ISBN 80–214–0743–3.
http://www.auris-audio.cz/kolik-decibelu-skodi. http://www.auris-
audio.cz/kolik-decibelu-skodi. [Online]
Jirsák, Martin a Stěnicka, Jan.
http://www.audified.com/projekt/vavcjamu/page58/page69/page69.html .
[Online]
Jokl, Miroslav. 1993. Teorie vnitřního prostředí. Praha : Vydavatelství
ČVUT, 1993. str. 261. ISBN 80-01-00481-3.
Kaňka, Jan. 2009. Akustika stavebních objektů. Brno : ERA group spol.
s.r.o., 2009. Sv. 1.vydání. ISBN 978–80–7366–140–3.
Kolářová (Fišarová), Zuzana. 2012. Disertační práce. Hluk a vibrace v
obytných a občanských budovách od výtahových zařízení. Brno : Vysoké učení
technické v Brně, Fakulta stavební., 2012.
Kolmer, J. a Kyncl, J. 1980. Prostorová akustika. Praha : SNTL -
Nakladatelství technické literatury, n. p., 1980. str. 244. ISBN 04-514-80.
Meller, Miroslav, Schwarz, Jindřich a Vrána, Josef. 1981. Zásady pro
navvrhování a posuzování konstrukcí a prostorů bytových a občanských
staveb. 1981 . pracovní pomůcka VÚPS 34/81. Praha : Výzkumný ústav
pozemních staveb Praha, 1981.
Nařízení vlády č. 272/2011 Sb. 2011. Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o
ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. Česká republika : In
Sbírka zákonů, 2011. str. 14.
Nový, Richard. 2000. Hluk a chvění. Praha : ČVUT, Zikova 4, 166 36,
Praha 6, 2000. ISBN 80-01-02246-3.
Smetava, Ctirad. 1998. Hluk a vibrace. Měření a hodnocení. Praha :
Sdělovací technika, 1998. str. 188 s. Sv. 1. vydání. ISBN 80-901-9362-5.
129
Vaňková, Marie a a kolektiv. 1995. Hluk, vibrace a ionizující záření v
životním a pracovním prostředí část I. Vydání první. Brno : PC–DIR spol. s
r.o. – Nakladatelství, 1995. str. 140. ISBN 80 – 214 – 0695 – X.
Vaverka, Jiří a Chybík, Josef. 1996. Akustika staveb, Souhrn materiálů a
jejich fyzikálních vlastností pro aplikace v prostorové akustice. Brno : Vysoké
učení technické v Brně, PC-DIR spol. s.r.o. - Nakladatelství, Brno, Technická
2, 1996. str. 198. ISBN 80-214-0744-1.
Zákon č. 258/2000 Sb. 2000. o ochraně veřejného zdraví a o změně
některých souvisejících zákonů. Praha : Sbírky zákonů na straně 3622, 2000.
schváleno: 14.07.2000.
Autor: Ing. Zuzana Fišarová, Ph.D.Březen 2014ISBN 978-80-214-4878-0
