Zastita od Buke

UNIVRZITET U TUZLI

RUDARSKO – GEOLOŠKO – GRAĐEVINSKI FAKULTET

ODSJEK «SIGURNOSTI I POMOĆI»

Predmet: ZAŠTITA OD BUKE I VIBRACIJA

SEMINARSKI RAD

Tema: ZAŠTITA OBJEKATA OD BUKE

Mentor: Studenti:

Tuzla. 2006.

1. UVOD

Novi građevnski materijali stvorili su toplinske i zvučne probleme koje nismo poznavali u objektima visoko-gradnje kada se gradilo na tzv. "tradicionalan" način. Osnovna karakteristika zidova i stropova do pred drugi svjetski rat bila je masivnost i velike težine konstruktivnih elemenata. Zidovi su bili zidani opekom debljine bar 38 cm i omalterisani s obje strane, a stropovi ponajčešće sitno rebrasti, armirano betonski redovito su na sebi nosili dosta debeli sloj nasipa od šute, pijeska ili šljake. Te karakteristike bile su i jedini razloga da kod tako građenih zgrada nije bilo ni toplinske ni zvučne problematike.

UNIVERZITET U TUZLI- RUDARSKO – GEOLOŠKO – GRAĐEVINSKI FAKULTET

Nove lake i tanke nosive zidne konstrukcije i smanjene debljine stropova nisu osigurale korisnike novih prostora ni od buke a ni od prodora vlage, smrzavanja i brzog propadanja konstrukcije.Godine 1970. stupio je na snagu "Pravilnik o tehničkim mjerama i uslovima za zvučnu zaštitu zgrada" koji je odredio minimalne vrijednosti zvučne izolacije i maksimalne vrijednosti zvučne propustijivosti kako bi se osigurao potreban mir u životnom, i radnom prostoru.Zvučna izolacija je sredstvo i način zaštite određenog prostora od prodora zvuka. Ovdje podrazumijevamo građevinske materijale i konstrukcije koje onemogučavaju ili onemogućuju transmisiju zvuka.Da bi razumjeli zvučnu problematiku u objektima visokogradnje nužno je upoznati fizikalne osnove akustike.

2. FIZIKALNI OSNOVI AKUSTIKE

Zvuk je osječaj koji se prima preko čula sluha, a stvara se promjenama zračnog pritiska. Zvuk nastaje titranjem čestica materije i širi se samo kroz materijalni medij a ne prolazi kroz vakum.Izvor zvuka je nategnuta žica, membrana ili tome slično koja svojim titranjem proizvodi udare na čestice zraka u njenoj okolini i u njoj izaziva pravilne procjene: titranje tlaka, napetosti pomaka čestica i brzine čestica.Usljed ovih promjena koje izazove izvor zvuka u okolini u zraku nastaje zgušnjavanje i razređenje povisuje se i snizuje tlak u određenoj tački prostora iznad ili ispod atmosferskog tlaka.Ova zgušnjenja i razređenja šire se kroz materiju određenim razmacima - intervalima u obliku valova.(sl.1.)

Slika 1.

Seminarski rad iz predmeta: Zaštita od buke i vibracija 2


Zvučne valove koji se šire vazduhom zovemo "vazdušni ili zračni zvuk". Zvuk se zrakom širi u obliku longitudinalnih valova - "valovi tlaka" ili "talasni pritisak".Zvučni val je određen duljinom λ. , amplitudom A i vremenskim periodom T.

Zvučni pritisak (tlak)

Atmosferski pritisak

Valna dužina (λ ) je razmak između dvije susjedne tačke s najvećim zgušnjenjem ili razrjeđenjem materije u kojoj se širi zvuk.Vremenski period je trajanje jedne potpune promjene (jednog zgušnjenja i razređenja sredine) .Amplituda(A) je najveća, udaljenost od središnje linije izražene kao pritisak, tj. najveći porast ili najveće sniženje tlaka u odnosu na atmosferski tlak.Frekvencija (f ) je broj žgušnjenja i razređenja u sekundi, tj. broj potpunih titraja (ciklusa) u sekundi. Mjerna jedinica je herz-1 Hz . l Hz označava jedan titraj u sekundi.Brzina zvuka (c) je brzina rasprostiranja zvuka, ovisi o vrsti materije kojom se zvuk širi i o njenoj temperaturi.Kod temperature zraka od 0°C brzina rasprostiranja zvuka je 330 m/sek,dok je već kod temperatura zraka od +200 C brzina zvuka 342 m/sek.Ovo se može pisati:C = 330+0,6tt - temperatura zrakac - brzina zvuka u m/sek.

Izmedju λ ,c i f postoji slijedeći odnos:

ili

ili c= f× λ

Brzina zvuka različita je za pojedine materijale pa kod temperature od + 20°C iznosi:kroz gumu 40-150 m/sek kroz zrak 342 m/sekkroz pluto 500 m/sek kroz olovo 1.300 m/sekkroz drvo 3.200 m/sekkroz ir.jed 3.500 m/sekkroz staklo 3.496 m/sekkroz zid od peke 3.600 m/sekkroz beton 4.000 m/sekkroz čelik 5.000 m/sekkroz aluminij 5.100 m/sek



3. FREKVEKTTNI OPSEG

Nas zanimaju frekvencije koje osjeća ljudsko uho, čiji je opseg od 30 ciklusa do 20.000 u sekundi iako frekvencije iznad 10.000 ciklusa imaju rijetko veće značenje.Odgovarajuće realne duljine kreću se od 18,34 m kod najnižeg tona do 0,04 kod najvišeg tona klavijature.Zvukove male frekvencije osjećamo kao duboke tonove, dok zvukove visokih frekvencija osjećamo kao visoke tonove. Frekvencije ispod 16 Hz zovu se "infra zvuk" i ljudsko ih uho ne čuje. Zvučno područje s frekvencijama iznad 20.000 Hz (20 KHz) zove se "ultra zvuk". Razmak između frekvencija od 16 Hz - 20.000 Hz zovemo ''čujno područje frekvencije''.Građevinska fizika proučava načine zvučne zaštite protiv zvuka i to u "zvučnom polju" Ispitivanja zvučnih izolacija ispituju se za zvukove frekvencija od 100 do 3.150 Hz.Ovdje se primjenjuje zvučni prijemnik koji ima pravolinijsku frekventnu karakteristiku ili ugrađene tercne i oktavne filtre. Vrsta ovih filtera određena je "pravilnikom, o zvučnoj zaštiti zgrada". Zvučni prijemnici sa pravolinijskom frekvencijom, registruju sve zvukove frekvencije od 100-3.150 Hz.Zvučni prijemnici s oktavnim filterima registriraju zvukove slijedećih frekvencija: 100, 200,400, 800, 1.900 i 3.200 Hz.Zvučni filtri s ugrađenim tercnim filterima registruju samo zvukove na ovim frekvencijama: 100, 125, 160, 800, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1.000, 1.250, 1.600, 2.000, 2.500 i 3.150 Hz.U "čujnom području" frekvencija vidimo da je odnos valnih duljina zvukova vrlo velik. Prema formuli λ= c/f možemo izračunati sve valne dužine za zvukove od 16 Hz do 20.000 Hz. Zvučne valove koji se šire zrakom zovemo "zračni zvuk". Zvuk se zrakom širi u obliku longitudinalnih valova u kojima je pravac titraja čestica medija podudaran s pravcem širenja valova.Titraji koji se šire krutim tijelom, u našem slučaju konstruktivnim elementima zgrade, a izazvani su mehaničkim podražajem toplotom ili udarom valova zračnog zvuka zovemo "tje lesni zvuk". Kada izvor zvuka isijava u vazduh samo dio energije, ali istovremeno izaziva vibracije okružujućih tijela koji ponovno isijavaju zvučnu energiju kao sekundarni izvori u okružujući vazduh, onda takav zvuk zovemo "udarni zvuk".Obzirom na način postanka zvuka i u razmatranju prijenosa zvuka, odvojit ćemo prenos zračnog zvuka od prenosa udarnog zvuka i prenosa vibracija. Kada su vibracije pregradnih konstrukcija izazvane udarom zvučnih valova zvučnog polja prostorije izvora zvuka kao posljedica uticaja izmjeničnog zračnog pritiska na plohe pregradnih konstrukcija, isijavanje zvuka nazivamo "prenosom zračnog zvuka".Kada su titraji pregradnih konstrukcija prostorije prijema zvuka izazvani mehaničkim udarcima ili direktnim mehaničkim vezanjem, izvora vibracija s građjevinskom konstrukcijom, isijavanje zvuka - buke nazivamo "prenosom udarnog zvuka".

MJERNE JEDINICE ZVUKA: - zvučna snaga,- zvučni intenzitet- zvučni tlak (pritisak)

Čovječije uho razlikuje visinu tona (frekvenciju) i jačinu zvuka. No zvuk jednake jačine ne mora biti isto procjenjen od raznih osoba. To je dakle subjektivna ocjena jačine. Zbog tog su uvedene objektivne mjerne jedinice.Čestice koje titraju imaju energiju gibanja ili energiju tlaka koja se zajedno sa titrajima širi u okolnoj elastičnoj mediji (sredini).



Ukupna energija koju izvor zvuka predaje u okolnoj elastičnoj tvari u jedinici vremena zove se "zvučna snaga'' (P) izvora zvuka. Mjerna jedinica je vat (w). Wat je jedinica za snagu koju daje aparat od l ampera pod naponom od l volta.

Zvučni intenzitet (I ) u nekoj tački i u datom pravcu je prosječna zvučna snaga propuštena u toj tački kroz jedinicu površine okomito na dat pravac. Jedinica zvučnog intenziteta w/m2 ili w/cm2.Zvučni tlak. Usljed titranja čestica elastične materije u njoj nastaje zvučni tlak (t). Jedinica mjere tog zvučnog tlaka je μb - mikrobar.1μb je tlak što ga proizvodi sila od l dyna djelujući na površinu od l cm .l bar odgovara normalnom atmosferskom pritisku od 760 tona (mm stupca žive) .Milibar je hiljaditi dio bara - oznaka l mbMilibar je suviše velika jedinica za mjerenja vazdušnog pritiska pa se kao jedinica mjere upotrebljava milioniti dio bara kojeg zovemo mikrobar - oznaka l μb.Atmosferski pritisak - tlak - od jedne fizičke atmosfere (l atm) ima 1.000. 000 μb - što kraće pišemo 106 mb.Obrnuto možemo reći da je mikrobar milioniti dio l atm što kraće pišemo: μb = 10-6 atm.Čujno područje zvučnog pritiska vrlo je veliko i kreće se od 2xl0-4 μb do 2xl02 μb.Manji pritisak od 2xl0-4 μb čovječije uho ne čuje. Pa se ovaj pritisak zove "čujni prag". Njega prema "Pravilniku o zvučnoj zaštiti" zovemo: referentnim zvučnim tlakom jer je dogovoren na međunarodnom skupu kako bi se moglo međusobno uspoređivati zvučne nivoe. To je usvojen pritisak od 0,0002 dyn/cm2 kod zvučne frekvencije od 1.000 Hz što označava 0 dB.μb =1dyn/cm2=0,0102 kg/m2

Veći tlak od 2x102 μb oštećuje uho pa se ovaj tlak zove "prag bola".Ako usporedimo zvučni tlak "čujnog praga" sa tlakom "praga bola" vidimo da je taj odnos kao 1:106 odnosno kao 1:1.000.000.Omjer zvučnih snaga srazmjeren je omjeru njima pripadajućih zvučnih tlakova pa će omjer zvučnih snaga između zvukova na "čujnom pragu" i "praga bola" biti kao 1:1012.Skala od koje bi najveći broj imao dvanaest nula bila bi nespretna za mjerenje pa je Graham Bel primijenio logaritamsku skalu koja predstavlja logaritme brojeva od l do 1012. Ako upotrijebimo prirodne logaritme sa bazom 10 onda će logaritam od 1012 biti 12. Ova je skala dalje podijeljena na daljih 10 dijelova koji se nazivaju decibelima - dB pa se ova logaritamska skala sastoji od 120 dB.Decibel je jedinica bez dimenzije koja pokazuje omjer izmeđju zvučnih snaga, zvučnih intenziteta ili zvučnih tlakova.

1. Broj decibela

n = desetorostrukom dekatskom logaritmu omjera dviju snaga P2 i P1 ili

2.

Broj decibela n = dvateseterostrukom dekatskom logaritmu omjera zvučnih pritisaka t i t0

t0 = referentni zvučni tlak (pritisak) ili



3. Kada se radi o zvučnom intenzitetu

Iz prednjeg vidimo da riječ decibel nije određena i ako nije popraćena objašnjenjem o kojoj se fizikalnoj jedinici radi - da li je to snaga, pritisak ili intenzitet.Kako logaritamska skala nema 0 (nule) treba odrediti početni nivo iznad kojeg se izražavaju zvučni pritisci.Kao početni nulti pritisak prema kojem se uspoređuju ostali zvučni tlakovi u skali određen je tzv. "referentni zvučni tlak" t0= 2×10-4 μb

Tako je utvrđena decibelna skala od 0 do 120 dB. Prag čujnosti za frekvenciju 1000 Hz.

Zvučni nivo

dB

ili to zovemo i "zvučni prag", i "prag bola" za frekvenciju 1.000 Hz

Zvučni nivo dB

Kod primjene logaritamske skale treba naglasiti da jedinica dB nema značaj kao ostale jedinice mjera (metar, kilogram, litra itd...) koje kao mjerna jedinica ostaju uvijek iste.Kod mjerenja zvuka decibelima, odnosno kod uspoređivanja dvaju zvukova ovi su odnosi različitiji.Npr: zvuk od 20 dB nije dva puta jači od zvuka 10 dB, 20 dB je 2 bella a bell je logaritam, tj. eksponente baze 10, 10 dB je l bell pa dobijemo slijedeći odnos:

iz čega izlazi da je zvuk od 20 dB 10 puta jači od zvuka 10 dB.

Uporedimo li zvuk od 20 dB sa zvukom od 40 dB = 100

pokazuje da je zvuk od 40 dB sto puta jači od zvuka jačine 20 dB.Za svaku čujnu frekvenciju postoji najniži zvučni pritisak koji još uho čuje. Između objektivne jačine (instrumentom u dB izračunate jačine) i subjektivne njegove jačine ili subjektivnog dojma glasnoće koju izaziva zvuk kod slušaoca postoji složen odnos.Ovaj odnos između subjektivnog dojma jačine zvuka određene frekvencije i stepena zvučnog tlaka u dB ispitali su Robinskon i Dadson. Oni su tako dugo mijenjali stepen zvučnog tlaka čistog glasa frekvencije od 1.000 Hz (Standardni ton) dok nakon večeg broja ispitivanja slušača sa normalnim sluhom nije bio postignut dojam jednake glasnoće.Stupanj zvučnog tlaka zvuka frekvencije od 1.000 Hz izražen u decibelima kod koga je postignuto izjednačenje glasnoće sa zvukom koji je uspoređivan zove se "stepen glasnoće" ili "ekvivalentna glasnost".Stepen glasnoće izražen je u fonima (phon) . Fon je prema tome subjektivna jedinica mjere 3-4 stepena glasnoće.Tako su na temelju ispitivanja nastale Feltcher-Hunsonove krivulje jednake glasnoće čistih zvukova (tonova) u čujnom području od 20 do 16.000 Hz.



LINIJE ISTE GLASNOĆE ZVUKA

Pomoću ovog dijagrama vrijednost u decibelima za svaki pojedinačni ton može se pretvoriti u odgovarajuću vrijednost izraženu u phonima. Kod frekvencije od 1000Hz phon i decibel su isti.Iz prikazanih linija jednakih glasnoća vidimo da npr. zvuk frekvencije 30 Hz mi uopće ne čujemo do jačine od 60 dB, pa možemo reći da mu je objektivna jačina ili stepen zvučnog tlaka 60 dB, dok mu je subjektivni dojam 0 phona. Phoni su jednaki sa decibelima samo kod standardnog zvuka od 1.000 Hz.Računski se operacije obavljaju s manjiim brojevima, a množenje i dijeljenje svedeno je na sabiranje i oduzimanje. Umnožak od 10 znači povećanje od 10 dB, a umnožak od 100 znači povećanje od 20 dB.Osim toga ovako primjenjena decibelna skala je i logična jer l dB je približno ona najmanja promjena intenziteta zvuka koju čovječije uho može registrovati.

Visina zvučnog tlaka nekih tipičnih izvora u dB:Prag čujnosti 0Treptaj lišća 10 automobil na 10m 75Šapat 20 buka teškog predmeta 85Tihi razgovor 30 kamion na 5m 90Tihi radio 40 pneumatski čekić 100Običan razgovor 50 zakivanje zakovica 115Glasan radio 60 prag boli 120



4. ZVUČNA IZOLACIJA

Pod ovim pojmom mislimo na zaštitu neke prostorije od prodora zračnog zvuka iz susjedne prostorije. Ova prostorija može biti: pokraj prostorije u kojoj je izvor zvuka, iznad nje ili ispod nje.Zvučna se zaštita sastoji u sprečavanju prodora zvuka kroz pregrade. Pod pojmom pregrade podrazumijevamo zid ili stropnu konstrukciju.Djelovanje pregrada ("zvučnih pregrada") svodi se na slabljenje zvuka.Zvučna izolacija je dakle razlika između srednjih zvučnih nivoa u prostoriji u kojoj je izvor zvuka i srednjeg zvučnog nivoa u prostoriji u kojoj se zvuk prima.Ovu razliku srednjih zvučnih nivoa između prostorije izvora zvuka i prostorije prijema označimo sa D, prema tome D = L1-L2.Mjera za zvučne nivoe L1, i L2 data je u dB, pa će i razlika D biti izražena u dB.Pri ovom mjerenju ne smijemo zaboraviti na apsorpcionu moć prijemne prostorije jer u svakoj prostoriji ovisno o materijalu i obradi ploha stijena i stropa i podova, a naročito o namještenosti prostorije ovisi mogućnost većeg ili manjeg apsorbovanja zvuka.Pomoću dijagrama vrijednost u decibelima za svaki pojedinačni ton može se pretvoriti u odgovarajuću vrijednost izraženu u phonima, kod frekvencije od 1.000 Hz , phon i decibel su isti.Izvor zvuka u jednoj prostoriji oblikuje zvučno polje gustoće energije "E" koje smatramo uniformnim u čitavom volumenu prostorije.Napadna totalna energija u sekundi na čitavu površinu S data je izrazom:

c - brzina zvuka u zraku S - površina pregrade.Dio energije koja će biti propuštena kroz pregradu (tj. biti zračena u prostoriju prijema zvuka) iznosit će

a to možemo pisati:

Zračena energija ostvaruje drugo zvučno polje sa gustoćom energije E2 u prostoriji prijema, pa je napadajuća energija (snaga) u sekundi na jedinicu površine u prostoriji prijema

Sve te površine apsorbiraju energiju zvučnog polja u veličini srazmjernoj koeficijentu apsorpcije, pa će ostvarena snaga zvučnog polja u prostoriji prijema biti

A = ekvivalent apsorpcije površina prostorije prijema

ili šire pisano

odatle

Veličina zvučnog gušenja pregrade ili izolaciona moć pregrade izražena u logaritamskom decibelnom mjerilu



,

Umjesto zvučnih odnosa energija E1 i E2 možemo iz praktičnih razloga uzeti odnos kvadrata zvučnih pritisaka P1

2, i P22

iz čega slijedi:

ili veličina zvučnog gušenja

dB

Ova formula vrijedi ako su oba zvučna polja difuzna,tj. da je sav zvuk prenesen isključivo kroz posmatranu pregradu a ne dijelom i kroz bočne konstrukcije, pa laboratorijske vrijednosti pokazuju potencijalnu izolaciju koju može pregrada optimalno postići.Preporukom ISO/R 140-1960. određen je način i uvjeti mjerenja pa se ona na licu mjesta ili u laboratoriju izvode iz pronađene srednje zvučne visine s jedne i druge strane ispitivane pregrade.Zvučni se tlak u prostoriji zvučnog izvora mjeri na nekoliko mjesta jer zvučno polje u prostoriji nije potpuno difuzno.Visina zvučnog tlaka u prostoriji izvora zvuka L1 i prostoriji prijema L2 bit će srednje vrijednosti dobivene kao aritmetičke sredine intenziteta svakog položaja i svake specifične frekvencije od 100 Hz do 3.200 Hz svake trećine oktave.Zvučni pritisak L za specifičnu frekvenciju

Kako će razina L2 u prostoriji prijema zvuka ovisiti o količini apsorpcije i površine mjerene pregrade to je zvučno gušenje ili izolaciona moć izražena:

R=L1-L2+10 logS-10 log A

S = površina mjerene pregrade u m A = apsorpcija prijeme prostorijeA - se dobije mjerenjem vremena odjeka po Sabinovoj formuli:

V = volumen prostorije T = vrijeme odjeka

Vrijeme odjeka u stambenim namještenim prostorijama uzima se aproksimativno s 0,5.Apsorpcija predstavlja procent upijanja zvuka ili procent smanjenja reflektiranja zvučnih valova po m2 . Najveću moguću apsorpciju zvuka nekog materijala označimo s l što predstavlja 100% sprečavanja reflektovanja zvuka, dok sve manje apsorpcione mogućnosti su izražene u decimalnim

izrazima od 0-1. Npr. 0,1 ili 0,4 ili 0,8 itd. Izraz je korekcioni član koji utiče na

stepen izolacije ako je on=0 on da je P jednaka razlici srednjih zvučnih nivoa datih u decibelima.Pravilnik o tehničkim mjerama i uslovima za zvučnu zaštitu zgrada, daje granicu izolacione moći koja je ovisna o zvučnoj frekvenciji u dB i ima dvije varijante R i R'.Granična linija R' odnosi se na mjerenja u zgradi ili u laboratoriju sa bočnim provođenjem i manja je od one koja se mjeri bez bočnog provođenja i označena je sa R. Linije R i R' su paralelne.Sve zvučne frekvencije nisu jednako prodorne kroz pregrade pa su linije R i R' izlomljene.



Za niže frekvencije predviđaju se i niže decibelne zaštite, dok se za više zvučne frekvencije predviđaju više decibelne zaštite.

DIJAGRAM MINIMALNIH VRIJEDNOSTI ZVUČNE IZOLACIJE

S't


5. UDARNI ZVUK

Udarni zvuk nastaje direktnim mehaničkim udarcima na konstrukciju. Nastaje usljed koračanja, rada kuhinjskih mašina, šivaće mašine, mašine za pranje veša, pomaka namještaja, zatvaranja vrata, igre djece na podu, padanja predmeta na pod, zabijanja eksera u zid itd...(crtež 4.)Vibracije nastaju djelovanjem izmjenične sile koja stvara vibracije, dijela konstrukcije na koju je izvor vibracija učvršćen. Ova vibracija izaziva i vibracije ostalih dijelova konstrukcije. Vibracije ne moraju biti u čujnom frekventnom području ali se ipak registruje osjećaj vibracija pokretanjem tekućine u ušnim kanalima ili prenosom impulsa sa kože preko živaca u mozak.Dok su zvukovi koji se šire zrakom duljeg trajanja ali relativno male snage, dotle udarni zvuk proizvodi impulse kratkga trajanja, ali jake snage. Sredina širenja valova "tjelesnog zvuka" u čvrstim elastičnin tijelima je deset puta veća od brzine zvuka u zraku. Pa je zvučno širenje u osnovnim građevnim materijalima vrlo dobro.Energija udarnog zvuka prenosi se po čitavom objektu padajući vrlo malo na mjestima "isijavanja" zračnog zvuka. Prigušavanje udarnog zvuka i vibracija svodi se na izolaciju prenosa udarnog zvuka tik do izvora zvuka. Zaštita od udarnog zvuka provodi se na poseban način premda se i udarni zvuk čuje preko zraka kao i kod zračnog zvuka.Konstrukcije koje služe kao zaštita od udarnog zvuka isključivo su na stropnoj konstrukciji.Naši propisi preko "pravilnika" rješavaju zvučnu zaštitu od udarnog zvuka mjernim vrijednostima zvučne propustijivosti izražene u decibelima za sve stropove.Zvučna propustijivost cijele stropne konstrukcije (uključujući dakle i pod i strop) izražava se u dB prema

Ln0=Ln1+∆l

Ln0 = cjelokupna zvučna propustljivost kompletne stropne konstrukcije

Lnl = zvučna propustljivost nosive stropne konstrukcije

∆L = zvučna propustljivost podne konstrukcije - sloja.

DIJAGRAM MAKSIMALNE VRIJEDNOSTI ZVUČNE PROPUSTLJIVOSTI

Ne smijemo zaboraviti da i tzv. plafon doprinosi gušenju zvučne propustijivosti.

Vidimo iz dijagrama da je za niske frekvencije propustljivost izražena većim brojem decibiela, dok je

za više frekvencije izražena manjim brojem dB.

Ovaj se dijagram ne smije preći -sve izmjerene zvučne propustljivosti moraju biti ispod,

granične linije Ln.

Propisi za neke slučajeve stropnih konstrukcija predviđaju i smanjenu zvučnu propustljivost koju

mjerimo u negativnim dB (od -3 -10 dB) računajući od granične linije. Tu spadaju stropne konstrukcije

iznad veza - kućnih prolaza, iznad garaža, stropne konstrukcije u hotelima i motelima.

Standardiziranom metodom po internacionalnom komitetu za akustiku (JSO-R preporuka 140/1960)

stvara se mehaničko pobuđivanje pregrade - stropa radom normiranog stroja sa batićima.

Elektromotorom izvoze se udarci sa po pet mjerenih čekića profila glave 8 cm, a 500 grama teških spuštanih sa 4 cm visine. Oni udaraju deset puta u sekundi. Jedan takav uređaj prikazan je na slici.

Mjerenja se obavljaju u prostoriji ispod stropne konstrukcije u odsječcima frekvencija širine trećine oktave. Tako se dobije zvučna visina L izmjerena u frekventnim rasponima od 100 Hz do 3.200 Hz.Veličina zvučne visine ovisi o sposobnosti apsorpcije prostora ispod stropa u kome se i mjeri prostorija na površini A0= 102 m .

dB

L = izmjerena zvučna visina po trećinama oktave ("udarna zvučna visina'')LN = normalizirana visina udarnog zvuka. A = apsorpcija prostora ispod stropa.Normalizirana visina udarnog zvuka je visina udarnog zvuka koja bi bila izmjerena da je prostorija potpuno namještena.Sama (gola) stropna konstrukcija nikada ne zadovoljava granice zvučne propustljivosti dok ponekad može zadovoljiti zvučnu izolaciju.Zvučna zaštita stropnih konstrukcija od udarnog zvuka pretežno se riješava "plivajućim podovima".

6. PLIVAJUĆI PODOVI

Osim statičkog, termičkog zahtjeva stropna konstrukcija mora zadovoljiti i kao zvučna izolacija od zračnog i udarnog zvuka.Izolacija od zračnog zvuka rješava se izborom teške i krute stropne konstrukcije koja je još nadopunjena i podnim i stropnim (plafonskim) slojem. Udarni zvuk je najneugodniji pa mu se kod stropova poklanja najveća pažnja.Zbog toga se nastoji smanjiti udarni zvuk već kod samog izvora. Iznad nosive masivne stropne konstrukcije izvodimo višeslojni pod od kojih je jedan sloj izveden od materijala koji može prigušiti udarni zvuk i spriječiti njegov prodor u samu stropnu konstrukciju i neposredno sa stropom veza na zidove i stijene. Ove slojeve zovemo "plivajućim podnim konstrukcijama". Najgornji slojevi poda obično su tvrđi jer leže na "tampon izolirajućem sloju" ne postoji direktan prenos udarnog zvuka na samu nosivu konstrukciju.Ovakvo izolirajuću sposobnost imaju materijali vlaknaste strukture ili zrnate materije - tvrde pjene od plastičnih masa kao i gumasti materijali. Tvrdi sloj iznad izolirajućeg sloja zove se "podna podloga" ili "estram" dok se najgornji sloj po kome se hoda zove "podna obloga".Kao "plivajuće slojeve" primjenjujemo češće umjetne vlaknaste - naslage (rjeđe prirodne).To su staklena i kamena vuna 15-20 mm.Od zrnatih struktura dolazi: zrnasto pluto 6-8 mm, zrnasta guma 6-8 mm.Od umjetnih pjena: styropor, elastificiran moltoprem.Smanjenje zvučne propustljivosti postignuto plivajućim slojem možemo izraziti izrazom: ∆k=βPL

Daljnje smanjenje možemo postići i izradom mekanih podnih obloga (kao što su tufting, meki linolem što smanjuje jačinu udarnog zvuka već na samom izvoru).Ovo smanjenje označimo sa: ∆f=β0

pa će konačan izraz za ∆e biti: ∆e= βPL+ β0

Zvučna propustljivost kompletne stropne konstrukcije data je izrazom:Ln0=Ln1+βPL+ β0

βPL i β0 dati su sa negativnim decibelima npr. -18 dB.

6.1. Izolacija zračnog i udarnog zvuka i sposobnost upijanja zvuka

Mjera prigušenja zvuka data je razlikom od linije minimalne zvučne izolacije za frekvencije od 100 Hz do 3.200 Hz u decibelima.Stropna konstrukcija zajedno sa podom i njegovim podlogom predstavlja važan građevinski dio obzirom na mjere zvučne izolacije. Odgovarajuća obloga poda (tepih ili plutani linoleum.) može spriječiti nastajanje udarnog zvuka. Ovakva obloga ima svojstvo da "upije" zvuk tj. zvuk proizveden u prostoriji neće biti reflektiran od poda ili dalje proveden već će naprosto biti "upijen-progutan".Prolaz zvuka kroz cijelu stropnu konstrukciju prosuđuje se sa podom i njegovim podlogama(slojevima).Za ocijenu zvučne zaštite stropova i podova služi zaštitna mjera od zračnog zvuka i zaštitna mjera od udarnog zvuka.Kod zvučne zaštitne mjere od 0 dB su upravo ispunjeni uvjeti dijagrama minimalnih vrijednosti zvučne zaštite.Kod pozitivne mjere zvučne zaštite (kod bolje konstrukcije) je zvučna zaštita označena sa + (npr. +11 dB), dok je kod negativne mjere zvučne zaštite, zvučna zaštita nedovoljna i ne zadovoljava propise.Tako primjera radi - 14 dB znači da zaštita od udarnog zvuka armirano-betonske ploče leži iznad dijagramske linije, dok nasuprot zahtijevana zvučna zaštitna mjera od 15 dB znači da je znatno pređena zahtjevana vrijednost.Koliko mogu doprinijeti razne podne obloge poboljšanju zaštite od udarnog zvuka pokazuje slijedeća tabela, da bi se moglo ocijeniti može nam poslužiti činjenica da 14 cm debela armiranobetonska ploča koja je omalterisana ima zaštitnu mjeru udarnog zvuka od -12 dB.

6.2. MJERE POBOLJŠANJA ZAŠTITE OD UDARNOG ZVUKA

Brodski pod na podpatosnicama 16 dBPlutene ploče 6 mm 15 dBLineleum 2,5-6 mm 7-11 dBPlutani lincleum 3,5-6,7 mm 15-18 dBGumene podne obloge 2,5 mm 10 dBPolivinilkloridne obloge 1,5-2 mm 5 dBKokosov tepih 17 dBPodni tepih - velur 20 dB

6.2.1. Mjere poboljšanja zaštite od udarnog zvuka za podne obloge podlogom

Asfaltni namaz na 20 mm deb.trščanim pločama 25 dBCementni namaz na 15 mm deb .izolacionimpločama vlaknaticama 31 dBBrodski pod na podpatosnicama i 10 mmdebelim pojasima od ploča vlaknatica 24 dBParketni pod na 10 mm deb.pločama oddrvenih vlak.ispod kojih je drvenih vlakana ploča 5 mm 28 dBLinoleum na kartonskoj ljepenci ili plutu 14 dBGumena podna obloga 5 mm deb.na podlozi od4 m debele porozne gume 21 dBPVC obloga sa 2 mm horkmenta (pluta) 14 dBBoucle (Bukce) prevlaka na 5 mm debelojjutanoj podlozi 30 dB

7. ZVUČNO – TEHNIČKI PROBLEMI

Sposobnost vazdušno - zvučne izolacije izražava se, kod jednoslojnih konstrukcija, skoro samo prema površinskoj težini (crtež 1). Jedna dovoljna vrijednost izolacije, za razdjelne zidove i međuspratne konstrukcije u stanovima, biće postignuta, npr. Prema DIN 4109, tek sa masom od 350 kg po 1 m2 površine(= težina zida od pune opeke debljine 24 cm).

Crtež 1.

Ovo važi po DIN-u i za višeslojne konstrukcije, ukoliko zvučno-tehnički djeluju kao jednoslojne. Naši propisi uglavnom su vrlo slični DIN-u, ali novi "Pravilnik o tehničkim mjerama i uslovima za zvučnu zaštitu zgrada" obuhvatio je sve horizontalne i vertikalne pregrade između stanova poslovnih i radnih prostorija, prelaza, tavana, podruma i garaža. Vanjski zidovi su izostavljeni .U vanjskim zidovima obrađeni su samo prozori i vrata i to članom 4. koji glasi: "Zvučna zaštita prozora i vrata računa se kao srednja vrijednost zvučne izolacije u frekventnom opsegu od 100 do 3.150 HZ i mora zadovoljiti vrijednosti u tablici 1".

Zvučna zaštita prozora i vrata Tabela l

Konstrukcija Stambeno poslovne i javne zgrade

Bolnice

Prozori 30 dB 35 dBVrata 25 dB 30 dB

Ulazna vrata u stan 30 dB

Međutim "Pravilnikom o minimalnim tehničkim uslovima za izgradnju stanova" iz oktobra 1967.godine, pod rednim brojem 19. "Zaštite od buke", članom 22 naveden je privremeni propis koj i glasi:"Do donošenja tehničkih propisa za zvučnu izolaciju zgrada, međuspratne konstrukcije i zidovi između dva susjedna stana, moraju biti izgrađeni tako da obezbijede zvučnu izolaciju od najmanje 45 dB , da zvuk koji se prenosi vazduhom u području srednjih frekvencija (500 do 1000 herca), odnosno zvučna izoalcija, koja se postiže grubo izrađenom betonskom međuspratnom konstrukcijom čija masa ima najmanje 300 kg po m2

površine, odnosno zvučnom izolacijom koja se postiže zidom od pune opeke mase od 300 kg po m2 površine, omalterisanim sa obje strane".Sposobnost zvučno-vazdušne izolacije lakše konstrukcije može se poboljšati tako, da se izvede (zvučno-tehnički gledano) konstrukcija sa dva ili više slojeva otpornim na savijanje i elastičnijom vezom među slojevima. Dosad postignuta saznanja iz ovog područja, kako je to naprijed spomenuto, nisu još potpuno dovoljna, da bi samo praksi pokazali jednostavne puteve za poboljšanje konstrukcije (zvučno-tehnički gledano). To će dakle biti u budućnosti zadatak istraživanja još u većem obimu, kako bi za operativu dobili lako primenljive prijedloge za poboljšanje konstrukcije iz ove oblasti.Doba u kome živimo odlikuje se brzim razvojem saobraćaja kako putnog, tako i vazdužnog. Čovjek je izložen sve jačoj buci izvana. Sa druge strane u samom objektu montiraju se razni uređaji, koji su takođe izvori buke. Dakle, nekad je i prolaznike potrebno zaštititi od tih neugodnosti, izazvanih raznim procesima proizvodnje. Ovaj problem je naročito delikatan i komplikovan kod radio-studija i televizijskih studija, dok je manje kompliciran kod pozorišnih dvorana, koncertnih dvorana, skupšti-nskih dvorana i tome sličnih dvorana. U pravilu, buku treba spriječiti na njenom izvoru, i onemogućiti njeno prenošenje na okolinu.Saobraćajna buka može da se otkloni od naselja pravilnom urbanizacijom , pravilnim projektovanjem naselja i objekata u tom naselju. Buku koja dospije do objekta zadržavaju pravilno izvedeni zidovi i prozori ukoliko ,ne prelazi dozvoljene granice, odnosno mogućnosti spriječavanja od strane zida, prozora i vrata-prolazu buke. To je ujedno i jedna od funkcija vanjskog zida.Druga funkcija vanjskog zida je spriječavanje prodiranja buke, proizvedene u objektu u vanjski prostor, odnosno njeno širenje po samom objektu. Buka proizvedena u objektu može biti neutralisana takođe ispravnim projektovanjem (pod uslovom ispravnog izvođenja) zidova zgrade, podova (plivajućih), temelja, pravilnom montažom raznih uređaja (liftova, ventilatora, rashladnih postrojenja, pumpi i drugih raznih mašina) na posebnom temelju, odvojenom od ostale konstrukcije.

Ležajeve ovih postrojenja na njihovim fundamentima treba izraditi na sloju tvrde gume, ili nekog sličnog materijala, kroz koji zvuk prolazi malom brzinom. Kod prostorija u kojima imamo izvore velike buke, kao što su priprema scena u pozorištima a naročito u televizijskim kućama, često se taj izvor izolira gradnjom posebne prostorije, u već izgrađenoj prostoriji, sa masivnim stropom oslonjenim na masivne zidove. Ovi su izgrađeni obično na čeličnim profilima, oslonjenim na sinusoidne opruge. Pod ovakvih prostorija je plivajući, a može biti i posebna stropna konstrukcija oslonjena na čelični prag. Tako je buka izolirana na samom izvoru. Kod prozora i vrata taj problem se rješava sa različitim masama lima ili stakla, sa dovoljnim međuprostorom. Kod instalacija grijanja treba spriječiti telefoniju sa zvučno izoliranim držačima, a kod kanala klimatizacije i ventilacije sa gumenim spojevima pored držača, sa istim svojstvima kao i kod grijanja.

8. PROSTORNA AKUSTIKA

DIN 52216Projektovanje prostorne akustike prostora treba da omogući slušaocima u muzičkim dvoranama i slušaonicama optimalni prijem zvuka.Traba voditi računa o različitim uticajima, najvažniji su:-jeka- refleksija, kao posledica primarne i sekundarne strukture prostorije.

1. Trajanje jeke:vreme trajanja opadanja nivoa zvuka od 60 dB, posle isključenja izvora zvuka —1. Vrednuje se područje od -5 dB do -35 dB (DIN 52216 - merenje trajanja jeke u slušaonicama).

2. Apsorpciona površina:određuje, količinom upijajućeg materijala, izražena kao površina sa potpunom apsorpcijom (otvoren prozor), vreme trajanja jeke. A = as x S as = stepen apsorpcije zvuka prema mjerenju jekeS = dio površinevreme trajanja jeke izračunava se iz apsorpcione površine sa t = 0,163 x V / as x S (Sabinesche - formula)

3. Odjek:Pojedini vrhovi, koji štrče iz jedne ravnomerno silazne krive jeke koja opada —1., a mogu se subjektivno raspoznati, naziva se odjekom —2.Za ocenu odjeka važe različiti kriterijumi za vrijeme i intenzitet, kada se radi o salama za muziciranje i slušaonicama.Pošto prostori za muziciranje treba da imaju vremenski dužu jeku, po pravilu ih treba manje kritički procenjivati u odnosu na odjek.

Zahtevi koji se postavljaju prostorijama

1. Trajanje jeke:Optimalna vrijednost zavisi od namjene i zapremine prostora —(3). Trajanje jeke zavisi i od frekfencije, duže je kod dubokih, a kraće kod visokih frefencija. Za f = 500 Hz mogu se približno, prema —(4) izvući optimalne vrednosti.

2. Razumljivost govora:Služi za ocenu razumljivosti izgovorene reci —(5). Nije normirana, tako da su uobičajeni različiti pojmovi: razumljivost rečenice, razumljivost slogova, ocjena logatomom. Pri ocjeni logatomom, vrijednost > 70% ocenjuje se kao izvrsna razgovjetnost u govoru.Posle ocjenjivanja logatomom, mora veći kolektiv slušaoca da bilježi pojedine slogove bez ikakvog značenja, npr. lin, tep (logatomi), a ocjenjuje se tačnost napisanog.Novi objektivni postupci koriste modulisane signale šumova (RASTI - postupak) i dolaze bez velikih troškova od korisnih rezultata.

3. Prostorni utisak:Prijem prostorom uslovljenih refleksija, u odnosu na vrijeme i pravac.Kod muziciranja su difuzne refleksije povoljne za punu boju zvuka, dok rane refleksije, sa zadrškom od oko 80 ms (odg. 27 m razlike u dužini puta) u odnosu na direktan zvuk, zahtjevaju razgovjetnost —(6). Govor zahtjeva kraću zadršku, do 50 ms, da se ne bi smanjila razumljivost.

Razne bočne refleksije se u muzici subjektivno povoljnije ocjenjuju nego refleksije sa tavanice, čak i kod vrlo kratkih zadrški (nesimetrija akustičnog utiska), pošto svako uho prima različite signale. Uzane, visoke prostorije sa razuđenim, geometrijski reflektujućim zidovima i difuzno reflektujućom tavanicom, su akustički najjednostavnije.

Primarna struktura prostoraZapremina zavisi od namjene – (7)- govor 4 m3/osoba- koncert 10 m3/osobaSuviše male zapremine ne dozvoljavaju čujnu jeku.

Oblik prostora: za muziciranje su uzani i visoki prostori, sa razuđenim zidovima (rana bočna refleksi]a), naročito pogodni. U blizini podijuma su potrebne refleksione površine, za ranu, početnu refleksiju i za balans orkestra. Zadnji zid prostora ne treba da reflektuje zvuke u pravcu podijuma, pošto mogu da zvuče kao odjek. Izbjegavati paralelne nerazuđene površine, da bi se izbjegli treperavi odjeci, usljed višestruke refleksije . Nabiranjem zidova pod uglom > 5° može se izbjeći paralelnost i dobiti difuzna refleksija.Tavanica služi za vođenje zvuka u zadnji dio prostora i mora da bude odgovarajuće oblikovana. Kod loše oblikovane tavanice, zbog koncentrisanja, pojavljuju se velike razlike u jačini zvuka.Nepovoljniji su prostori čiji se zidovi unatrag šire, pošto bočne refleksije mogu da ispadnu suviše slabe. Dodatnim refleksionim površinama ("vinogradski stepeni") može se ovaj nedostatak ispraviti, npr. filharmonije u Berlinu i Kelnu , ili se zidovi jako nabiraju, radi usmeravanja zvuka.

ZAKLJUČAK

Zvuk je osjećaj koji se prima preko čula sluha, a stvara se promjenama zračnog pritiska.Zvuk nastaje titranjem čestica materije i širi se samo kroz materijalni medij, a ne prolazi kroz vakum.Pošto je tema ovog seminarskog rada '' zaštita objekata od buke'', možemo reći da je zaštita od buke ili još rečeno zvuka, sve mjere koje umanjuju prenos zvuka od izvora zvuka do slušaoca ali ga potpuno spriječiti je nemoguće.Aku su izvor buke (zvuka)i slušalac u jednoj prostoriji onda se to postiže upijanjem zvuka, a ako su u različitim prostorijama onda se to uglavnom postiže zvučnom izolacijom.Kod zvučne izolacije pravi se razlika prema vrsta zvučne smetnje između izolacije od vazdušnog zvuka (kada izvor zvuka-buke, prvenstveno pokreće okolni vazduh) i izolacija od materijalnog zvuka ( kada izvor zvuka direktno utiču na građevinski element).Primjera radi, vazdušni zvuk: radio, vika, divački instrumenti..., a materijalni zvuk: koraci, šumovi od instalacija i sl.Zvučna treptanja koja mi čujemo leže u području 16 Hz do 20KHz.Područje ispod donje granice tj. 16 Hz zovemo infrazvuk, a područje iznad gornje granice tj. 20 KHz zovemo ultrazvuk.Za nas je međutim važno područje od 100 Hz do 3.150 Hz, u kome je naše uho naročito osjetljivo.Pored ovog dosad navedenog treba razlikovati udarni zvuk.Udarni zvuk nastaje direktnim mehaničkim udarcima na konstrukciju.Udarni zvuk proizvodi impulse kratkog trajanja, ali jake sange. Zaštita od udarnog zvuka provodi se na poseban način, premda se i udarni zvuk čuje preko zraka kao i kod zračnog zvuka.Konstrukcije koje služe kao zaštita od udarnog zvuka isključivo su na stropnoj konstrukciji.Kao primjer takve konstrukcije koja se najčešće koristi može se navesti plivajući pod.Kao plivajući pod najčešće primjenjujemo umjetne vlaknate naslage.I na kraju ovog izlaganja može se zaključiti da se od buke možemo u jednoj mjeri zaštititi ali da je nikad ne možemo potpuno eliminisati.

LITERATURA:

1. Prof.dr. Nadil Berbić – Predavanja iz predmeta Zaštita od buka i vibracija2. Ernst Neufert – Arhitektonsko projektovanje, Beograd 1978.god.3. Prof.dr. Mirza Gološ – Osnova visokogrdadnje, Sarajevo 2001. god.4. Elektronski mediji

SADRŽAJ:

1. UVOD ................................................................................................................. 2

2. FIZIKALNI OSNOVI AKUSTIKE .................................................................... 2

3. FREKVENTNI OPSEG ...................................................................................... 4

4. ZVUČNA IZOLACIJA ....................................................................................... 8

5. UDARNI ZVUK ................................................................................................. 11

6. PLIVAJUĆI PODOVI ........................................................................................ 13

IZOLACIJA ZRAČNOG I UDARNOG ZVUKA I SPOSOBNOST UPIJANJA ZVUKA .............................................................................................................. 13

MJERE POBOLJŠANJA ZAŠTITE OD UDARNOG ZVUKA ........................ 14

MJERE POBOLJŠANJA ZAŠTITE OD UDARNOG ZVUKA ZA PODNE OBLOGE PODLOGOM ................................................................................ 14

7. ZVUČNO – TEHNIČKI PROBLEMI ............................................................. 15

8. PROSTORNA AKUSTIKA ............................................................................ 19

9. ZAKLJUČAK ................................................................................................. 22

10. LITERATURA ............................................................................................... 23

Documents

Zastita od Buke