ZASTITA OD BUKE.pdf

8/18/2019 ZASTITA OD BUKE.pdf

1/201

Predmet

ZZAAŠŠTTIITTAA OODD BBUUKKEE II VVIIBBRRAACCIIJJAA

Predavač

Mr Miodrag Grubiša

Kragujevac 2013 god.


2/201

Zaštita od buke i vibracija – Miodrag Grubiša

2

Sadržaj 1. UVOD .......................................................................................................................................................... 7

2. BUKA I VIBRACIJE KAO POSLEDICA RAZVOJA ............................................................................................. 9

2.1 SAVREMENA SHVATANJA VIBRACIJE I BUKE ......................................................................................10

2.2 UZROCI POJAVE VIBRACIJA I BUKE .....................................................................................................11

2.3 KVALITET I FENOMENI VIBRACIJA I BUKE ...........................................................................................12

2.4 DEJSTVA VIBRACIJE I BUKE (dejstva na tehnološku opremu i medicinska dejstva) ...........................14

2.5 AKTUELNI ZADACI ...............................................................................................................................15

3. SISTEM KVALITETA I UPRAVLJANJE OKOLINOM .......................................................................................17

3.1 RAZLOZI ZA RACIONALNO UPRAVLJANJE KVALITETOM I OKOLINOM ...............................................17

3.2 NOVI KONCEPT UPRAVLJANJA KVALITETOM I OKOLINOM ................................................................18

3.3 RAZVOJ STANDARDA ZA UPRAVLJANJE OKOLINOM ..........................................................................19

4. FENOMEN ZVUKA I ZVUČNIH TALASA ......................................................................................................21

4.1 POJAM ZVUKA ....................................................................................................................................21

4.2 DEFINICIJA ZVUKA I BUKE ...................................................................................................................22

4.3 NASTAJANJE ZVUKA ...........................................................................................................................23

4.4 PROSTIRANJE ZVUKA ..........................................................................................................................25

4.5 KARAKTERISTIČNE VELIČINE ZVUČNOG TALASA ................................................................................26

Frekfencija ............................................................................................................................................26

Talasna dužina ......................................................................................................................................28

Brzina zvuka ..........................................................................................................................................28

Odnos talasne dužine i frekfencije .......................................................................................................30

5. KARAKTERISTIKE VIBRACIJA I BUKE ..........................................................................................................31

5.1 KARAKTERISTIKE KRETANJA – talasna jednačina ................................................................................31

Energetske veličine ...............................................................................................................................35

5.2 PUTEVI PRENOSA BUKE I VIBRACIJA ..................................................................................................37

5.3 FIZIOLOŠKI KONCEPT ZVUKA (BUKE) – organ sluha ...........................................................................38

5.4 FREKFENCISKI OPSEG ČUJNOSTI .........................................................................................................41

5.5 DINAMIČKI OPSEG ČUJNOSTI .............................................................................................................42

5.6 NIVO ZVUKA (BUKE ) ..........................................................................................................................43

5.6.1 Razlozi za uvođenje pojma "nivoa zvuka" ...................................................................................43

5.6.2 Definicija nivoa zvuka ..................................................................................................................44


3/201


3

5.6.3 Sabiranje nivoa složenog zvuka ...................................................................................................47

5.6.4 Ekvivalentni nivo .........................................................................................................................51

5.6.5 Nivo izloženosti zvuku (buci) – SEL ..............................................................................................53

6. BUKA U ZATVORENOM PROSTORU ..........................................................................................................56

6.1 AKUSRIČKE KARAKTERISTIKE ZATVORENOG PROSTORA ....................................................................56

6.2 KOEFICIJENT APSORPCIJE ...................................................................................................................62

6.3 VREME REVERBERACIJE ......................................................................................................................64

6.4 PROSTORIJE SA VELIKIM KOEFICIENTOM APSORPCIJE ......................................................................68

6.5 AKUSTIČKA OBRADA PROSTORIJA ......................................................................................................71

6.5.1 Smanjenje nivoa buke .................................................................................................................71

6.5.2 Akustički materijali za obradu prostorija ....................................................................................74

Porozni apsorberi .................................................................................................................................77

Mehanički apsorberi .............................................................................................................................79

Akustički rezonatori ..............................................................................................................................79

6.5.3 Prostorije specijalne namene ......................................................................................................82

6.6 IZOLACIONA MOĆ PREGRADE ............................................................................................................83

6.7 ZVUČNA IZOLACIJA PROSTORIJA ........................................................................................................86

6.8 IZOLACIONA MOĆ JEDNOSTRUKE PREGRADE ....................................................................................88

6.8.1 Zakon mase .................................................................................................................................88

6.8.2 Idealizovana kriva izolacione moći jednostruke pregrade ..........................................................90

Područje rezonanse ..............................................................................................................................91

Područje zakona mase..........................................................................................................................91

Područje koincidencije .........................................................................................................................91

6.8.3 Izražavanje izolacione moći jednim brojem ................................................................................92

7. KOMUNALNA BUKA ..................................................................................................................................94

7.1 IZVORI BUKE U ŽIVOTNOJ SREDINI .....................................................................................................94

7.1.1 Stanje nivoa buke u komunalnoj sredini .....................................................................................94

7.1.2 Izvori komunalne buke ................................................................................................................96

8. AUTOMOBILSKI SAOBRAĆAJ.....................................................................................................................97

8.1 BUKA SAOBRAĆAJA ............................................................................................................................98

8.2 BUKA AUTOMOBILSKOG (drumskog) SAOBRAĆAJA ...........................................................................99

Ukupna buka automobilskog saobraćaja zavisi od: .............................................................................99


4/201


4

8.3 BUKA MOTORNIH VOZILA ................................................................................................................101

8.4 UTICAJ BUKE AUTOMOBILA NA ČOVEKA .........................................................................................103

8.5 IZVORI BUKE NA VOZILU ..................................................................................................................105

8.5.1 Buka izduvnog sistema ..............................................................................................................106

8.5.2 Buka usisnog sistema ................................................................................................................108

8.5.3 Buka motora (buka sagorevanja i mehanička buka) .................................................................110

8.5.4 Buka sistema za hlađenje ..........................................................................................................114

8.5.5 Aerodinamička buka ..................................................................................................................114

8.5.6 Buka pneumatika .......................................................................................................................114

8.6 MOGUĆNOST SNIŽAVANJA BUKE MOTORNIH VOZILA ....................................................................115

8.6.1 Izduvni sistem ............................................................................................................................116

8.6.2 Motor ........................................................................................................................................118

8.6.3 Aerodinamička buka ..................................................................................................................119

8.6.4 Sistem za hlađenje.....................................................................................................................119

8.6.5 Pneumatici .................................................................................................................................120

8.7 UPOTREBA VIBROAKUSTIČKIH MATERIJALA NA VOZILIMA (pasivna izolacija) ................................120

8.7.1 Apsorpcioni materijali ...............................................................................................................121

8.7.2 Prigušujući materijali .................................................................................................................122

8.7.3 Izolacioni materijali ...................................................................................................................122

8.7.4 Moguća mesta primene vibroakustičkih materijala ..................................................................122

8.8 STANDARDI ZA OGRANIČAVANJE NIVOA INTENZITETA BUKE MOTORNIH VOZILA .........................123

8.9 SNIŽAVANJE BUKE AUTOMOBILSKOG SAOBRAĆAJA ........................................................................126

9. BUKA ŽELEZNIČKOG SAOBRAĆAJA .........................................................................................................127

10. BUKA VAZDUHOPLOVA ........................................................................................................................129

11. INDUSTRIJSKA BUKA .............................................................................................................................131

11.1 BUKA U RADNOM PROSTORU ........................................................................................................132

11.2 METODE ZA KONTROLU BUKE .......................................................................................................132

11.2.1 Kontrola buke inženjerskim metodama ..................................................................................134

11.2.2 Administrativne mere u kontroli buke ....................................................................................134

11.2.3 Upotreba sredstva zaštite radnika od buke ............................................................................134

11.2.4 Kontrola buke delovanjem na izvor buke................................................................................135

11.2.5 Kontrola buke delovanjem na putanju prostiranja buke ........................................................135


5/201


5

11.2.6 Zaštita radnika od buke ...........................................................................................................140

11.2.7 Aktivna kontrola buke .............................................................................................................141

11.3 PRIMERI USPEŠNE KONTROLE BUKE NA RADNOM MESTU ...........................................................142

Primena akustičkih oklopa .................................................................................................................143

Primena akustičkih barijera ................................................................................................................144

Primena prigušivača ...........................................................................................................................144

Zamena bučnih elemenata .................................................................................................................145

11.4 VIBRACIJE NA RADNOM MESTU .....................................................................................................145

11.4.1 Osnovne karakteristike vibracija .............................................................................................148

Intenzitet vibracija ..............................................................................................................................148

Frekfencija vibracija ...........................................................................................................................149

Trajanje vibracija ................................................................................................................................149

11.4.2 Pravac dejstva vibracija ...........................................................................................................149

11.4.3 Rezonantne frekfencije ...........................................................................................................150

11.5 Standardi u vezi buke na radnom mestu .......................................................................................150

11.6 IZVORI VIBRACIJA ...........................................................................................................................154

11.6.1 Mašine sa obrtnim kretanjem kao izvori vibracija ..................................................................154

11.6.2 Mašine sa translatornim kretanjem kao izvori vibracija .........................................................155

11.7 UTICAJ VIBRACIJA NA ČOVEKA .......................................................................................................156

11.7.1 Rezonantni opsezi podsistema ljudskog tela ..........................................................................157

11.7.2 Vibracije celog tela i podsistema "šaka - ruka" .......................................................................157

11.7.3 Uticaj vibracija na zdravlje ljudi ...............................................................................................158

11.8 PROPISI U VEZI GRANICA IZLAGANJA ČOVEKA VIBRACIJAMA .......................................................160

11.9 RAZVOJ STRATEGIJE KONTROLE IZLOŽENOSTI VIBRACIJAMA ........................................................161

11.9.1 Određivanje vremena trajanja izloženosti vibracijama i određivanje intenziteta vibracija ....162

11.9.2 Prevencija pojave vibracija ......................................................................................................162

12. BUKA GRAĐEVINSKIH MAŠINA .............................................................................................................167

13.MAŠINE I VOZILA ZA KOMUNALNO ODRŽAVANJE ................................................................................168

14. REKREATIVNE AKTIVNOSTI ...................................................................................................................169

15. BUKA U STAMBENIM OBJEKTIMA ........................................................................................................170

16.MERENJE BUKE ......................................................................................................................................171

16.1 TIPOVI BUKE ...................................................................................................................................171


6/201


6

16.2 MERNI LANAC .................................................................................................................................173

16.3 MODULARNI PRECIZNI ANALIZATOR BUKE – INVESTIGATOR ........................................................175

16.4 MODELI ZA PROGNOZU BUKE ........................................................................................................176

16.5 SLABLJENJE NIVOA BUKE PRI PROSTIRANJU ..................................................................................176

Korekcija za uticaj divergencije talasa i apsorpcije u vazduhu ...........................................................177

Korekcija za uticaj apsorpcije terena i meteoroloških uslova ............................................................177

Korekcija za uticaj zelenih gustih zasada ............................................................................................178

Korekcija za uticaj refleksije ...............................................................................................................179

16.6 KONTROLA BUKE ............................................................................................................................180

16.6.1 Osnovni principi kontrole buke ...............................................................................................180

Kontrola buke na izvoru .....................................................................................................................180

Kontrola buke na mestu prijema ........................................................................................................189

16.6. 2 Smanjenje nivoa buke primenom barijera .............................................................................192

16.7 OCENA BUKE ..................................................................................................................................194

16.7.1 Ocena na osnovu spektralnog sadržaja nivoa buke ................................................................194

16.7.2 Ocena na osnovu ukupnog nivoa buke ...................................................................................196

17.LITERATURA ...........................................................................................................................................201


7/201


7

1. UVOD

Sa porastom stanovništva i prenaseljenošću gradova, brzim tempom industrijskog razvoja i stvaranjem

velikih industrijskim centara, modernizacijom i automatizacijom životnih uslova i usluga, ljudi se iz dana u

dan sve više suočavaju sa problemom buke i vibracija. Prva saznanja i otkrića štetnog dejstva buke i

vibracija na čoveka starijeg su datuma, ali tek posle drugog svetskog rata ovaj problem postaje aktuelan

za društvo. Danas u svetu, u uslovima brzog industrijskog razvoja, industrijska buka zauzima posebno

mesto i svojim štetnim dejstvom upozorava na organizovanu borbu protiv nje. Ta borba je dobila vid

naučne borbe i poslednjih godina postaje usmerenija na konkretne probleme.

Privredni i ekonomski razvoj u svetu, koji intenzivno započinje u drugoj polovini 19 veka, ubrzava se

razvojem energetike, saobraćaja, brodogradnje, mašinogradnje, vazduhoplovstva, elektronike, medicine,

hemiskih tehnologija, biotehnologije, računarstva, posebno atomske energije, vojne industrije i

vasionskih tehnologija u 20 veku. To je dovelo do porasta novih radnih mesta, ali pre svega do izuzetne

potražnje novih znanja. Dalji napredak društva bio je moguć na osnovu razvoja bazičnih znanja u

prirodnim naukama i ubrzanja komunikacija između naučnika i razvojnih centara u svetu, ali sa osnovnimciljem da se ta znanja brže primene.

Najrazvijenije zemlje i najnaprednije kompanije nastoje da razvoj svojih proizvoda i tehnologija baziraju

na novim znanjima i otkrivenim prirodnim fenomenima, koji se mogu brzo iskoristiti u povećanju

konkurentnosti proizvoda i tehnologija na sve otvorenijim tržištima. To je razlog za podršku razvoju

univerzitetskog obrazovanja, ali i za osnivanje sopstvenih laboratorija i istraživačkih centara. Mnoge

zemlje, na bazi sopstvenih strategija razvoja, definišu nacionalne prioritete u oblasti osvajanja i primene

znanja u razvoju novih proizvoda i tehnologija na čemu se u okviru nacionalnih strateških projekata

angažuju vodeće nacionalne kompanije, univerziteti i naučni instituti.

Trka za profitom, osvajanja novih tržišta i otvaranjem novih radnih mesta za sve veći broj stanovnika,dovodi do degradacije prirodnih resursa pojedinih zemalja i prirodne sredine naše planete, što počinje da

ugrožava ne samo budući razvoj, već čitav živi svet na zemlji pa i čoveka. Razvijena društvena svest

dovodi do razvoja novih naučnih oblasti i disciplina koje izučavaju pitanja upravljanja razvojem društva,

razvojem nacionalnih privreda i posebno metoda uspešnog upravljanja razvojem preduzeća. Pitanje

"održivog razvoja" postaje globalni problem kojim počinju da se bave organi i tela UN.

Poslednjih decenija 20 veka ni jedan program u svetu nije tako obuhvatio i pokrenuo sve društvene

strukture kao što su to učinili programi unapređenja kvaliteta i očuvanja čovekove sredine. Smatra se da

su danas konstruisana dva najveća globalna projekta:

Menađment kvalitetom u sklopu sa međunarodnim standardima serije ISO 9000 i Menađment okolinom u skladu sa međunarodnim standardima serije ISO 14000.

U budućnosti, pored upravljanja procesima i organizacijom sistema, problemi upravljanja kvalitetom i

čovekovom sredinom rešavaće se u procesu istraživanja i razvoja proizvoda i tehnologija, kao i pri

projektovanju tehnoških procesa, za šta je neophodno posedovanje osnovnih i tehničko-tehnoloških

znanja.


8/201


8

Svetsko iskustvo pokazuje da posedovanje sertifikata za sistem upravljanja kvalitetom ISO 9000 i za

sistem upravljanja okolinom ISO 14000 ne znači da će neka firma biti uspešna na svetskom tržištu, bez

obzira na poverenje partnera i spremnost za promene, čemu doprinose ovi sertifikati. Međutim,

neposedovanje navedenih sertifikata je sigurna garancija da će firma brzo nestati sa tržišta. Bitan uslov za

uspeh, pored savremene organizacije i odnosa poverenja prema partnerima o čemu svedoče navedeni

sertif ikati, jeste uspešan razvoj koji se bazira na novim znanjima. Odgovor na ovaj zahtev može dati

jedino organizovan program osnovnih istraživanja i primena znanja u tehničko-tehnološkim naukama na

razvoju proizvoda, tehnologija i u upravljanju procesima.

Buka i vibracije su novo područje naučnog istraživanja iz oblasti akustike i mehaničkih oscilacija i kao

problemi vrlo su složeni. Njihovo efikasno otklanjanje traži ekipno angažovanje stručnjaka. Pored

akustičara, fizičara, mašinskih i građevinskih stručnjaka ravnopravni udeo u rešavanju ovih problema

imaju i lekar, sociolog, psiholog, ekonomista, službe zaštite na radu i drugi.

Pored raznovrsnih problema sa kojima se sukobljava služba zaštite na radu (osvetljenje, razna zračenja,

aero-zagađenja, mikroklima, elektromehanička zaštita i drugi), buka i vibracija su još jedan problem.

Proučavanje i analiza buke sa aspekta štetnosti po organ sluha uključuje i sve ostale uticaje i posledice,

kao što su: štetan uticaj na centralni nervni sistem, razdražljivost, brzo zamaranje, povećanje krvnog

pritiska i povremene depresije, štetno dejstvo na vegetativni nervni sistem i metabolizam, psiho-

neurotični poremećaji i slično. Izvorna mesta pomenute industriske buke, za koju se danas može

pouzdano reći da je najopasnija i najveći uzročnik velikog broja profesionalne nagluvosti, su mašine i

agregati.

Merenja i analiza industrijske buke na mašinama i u industriskim pogonima vrlo korisno služi

konstruktorima mašinskih uređaja i projektantima industrijskih objekata da buku smanje na dozvoljeni

nivo.

Buka koju stvara automobilski saobraćaj postaje iz dana u dan sve nepodnošljivija. Često čovek nije

svestan psihičkog zamora, jer mu se čini da je buka motornih vozila normalna pojava. Međutim, baš ona

može da bude uzročnik razdražljivosti i simptoma neurotičnosti.

Projektovanje stambenih zgrada nalaže već u projektnom zadatku da se buka, koja dolazi spolja i

vibracije vezanih konstrukcija smanje na dozvoljeni nivo. Kod lociranja industriskih objekata, posebno u

gradovima koji su perspektivni industriski centri, treba ići na periferiju grada, daleko od bolnica, škola,

naučnih i društvenih institucija.

Buka ne samo da dosađuje, duševno zamara i dekoncentriše na radnom mestu, već svojim intenzitetom i

frekfentnim spektrom šteti slušnom organu, a sa druge strane može da prouzrokuje trajne poremećaje

fizioloških funkcija drugih organa.Uzimajući u obzir ove podatke i činjenicu da je veliki procenat

profesionalne gluvoće i sa druge strane, da postoje daleko šira i kompleksnija psiho -fiziološka oštećenja

usled štetnog dejstva buke, možemo da vidimo koliki je značaj borbe protiv buke.

U ovoj skripti biće prikazane osnovne informacije o procesima nastanka buke i vibracija, štetnim

dejstvima, fizičkim karakteristikama, metodama proračuna i projektovanja sistema zaštite uz

korišćenje odgovarajućih materijala i opreme.


9/201


9

2. BUKA I VIBRACIJE KAO POSLEDICA RAZVOJA

Sa razvojem sredstava za proizvodnju, saobraćaja i potrošnje energije u industriji i većim gradovima, iz

godine u godinu registruje se stalan porast nivoa buke i vibracija u čovekovoj radnoj i životnoj sredini.

Istraživanja osnovnih faktora "zagađivanja"okoline u razvijenim industrijskum zemljama, pokazuju da

buka i vibracije zauzimaju treće mesto, odmah iza zagađenja vazduha i vode. Preko 40% odraslog

stanovništva razvijenih zemalja oseća tegobe prouzrokovane dejstvom buke i vibracija. Ukupan nivo buke

u velikim gradovima od 1945 godine rastao je prosećno za 1dB godišnje, dok je u periodu sedamdesetih i

osamdesetih godina prošlog veka ovaj porast bio i veći.

Krajem dvadesetog veka, a posebno tokom sedamdesetih godina kada se ovom problemu poklanja

posebna pažnja i od strane nauke, nivo buke u velikim gradovima, pa i u Beogradu, u pojedinim zonama

dostiže ekvivalentne vrednosti od 80dBA, a u određenim vremenskim intervalima i znatno veće. Nivo

buke u industriji, na radnim mestima, često znatno premašuje 90dBA. Ukoliko bi se zadržao registrovani

trend, trebalo bi očekivati da će kroz 20-30 godina biti dostignuta gornja fiziološka granica mogućnosti

čovekovog slušnog aparata.

U Parizu je, od 7. do 9. Maja 1980 godine, održana Konferencija zemalja OECD (Organisation for

Economic Cooperation and Development) o politici borbe protiv buke. Zaključci ove Konferencije, na

kojoj je učestvovala i bivša Jugoslavija, polazeći od konstatacije postojećeg nepovoljnog stanja zaštite,

upućuju na neophodnost stvaranja nacionalnih programa borbe protiv buke uz odgovarajuću

međunarodnu saradnju. Konstatuje se da je za predhodnih 30 godina, usled brze urbanizacije, porasta

saobraćaja i industrijalizacije, 15% stanovništva zemalja OECD (preko 100 miliona ljudi) izloženo u toku

dana ekvivalentnom nivou buke Leq > 65 dBA, a da je čak preko 50% ovog stanovništva izloženo

ekvivalentnom nivou buke Leq > 55 dBA. Na osnovu ovoga, procenjuje se da bi bez organizovane akcije i

razrađenih programa zaštite, u skorijoj budućnosti oko 30% stanovništva zemalja OECD moglo biti

izloženo nedozvoljeno visokom ekvivalentnom nivou buke, koji prelazi 65 dBA.

Značajne akcije na međunarodnom planu, u ovom periodu, već se sprovode sa ciljem smanjenja buke

saobraćajnih sredstava, industrijske opreme i robe za široku potrošnju, zašta su usvojeni odgovarajući

tehnički propisi i međunarodni standardi.

Porast nivoa vibracija i buke, sa nizom negativnih efekata, zahteva iznalaženje efikasnih rešenja zaštite,

uključujući razvoj i proizvodnju tehnološke opreme sa sniženim nivoima emitovane zvučne energije.

Istraživanja u ovoj oblasti u industriski razvijenim zemljama, zahvaljujući novim znanjima, međunarodnim

akcijama i programima zaštite, dovode do zaustavljanja daljeg nekontrolisanog porasta buke i njenog

postepenog pada, iza čega stoje i duboka ekonomska opravdanja, uz nesumljive ekološke razloge. Nivobuke i vibracija koje emituje neki proizvod, pored dokaza o njegovom kvalitetu, utiče i na pouzdanost i

vek toga proizvoda. Ulaganje u porast kvaliteta i pouzdanosti obezbeđuje visoku konkurentnost

proizvoda na svetskom tržištu, što može opravdati i njegovu višu cenu.


10/201


10

2.1 SAVREMENA SHVATANJA VIBRACIJE I BUKE

Vibracija i buka predstavljaju neizbežne pratioce ubrzanog tehničko-tehnološkog razvoja. Razvoj novih

proizvoda i težnja za porastom produktivnosti tehnološke opreme dovode do: povećanja instalisanih

snaga, tendencije smanjenja težina - odnosno krutosti konstrukcija, povećanja brzina i automatizacije

operacija i procesa. To za posledicu ima porast nivoa vibracija koje dovode i do porasta ukupnog nivoa

emitovane buke.

Prisutni zahtevi za jeftinom ("ekonomičnom" u pogrešnom smislu) izgradnjom industriskih objekata

nameću potrebu za što boljim iskorišćenjem građevinskih površina. Neadekvatna primena zvučno-

izolacionih i apsorpcionih materijala (čemu doprinosi neznanje ili nezavisno posmatranje projektovanja

industrijskih objekata od projektovanja tehnoloških procesa i zahteva zaštite okoline), uzrokuju visok

nivo buke u radnoj sredini.

Jednostran pristup projektovanju tehnoloških procesa dovodi, takođe, do izbora najproduktivnije (ili

najjeftinije) tehnološke opreme, bez obzira na emitovani nivo vibracija i buke, što kasnije zahteva

neophodne dodatne troškove za projektovanje i izvođenje mera zaštite.

Razmeštaj proizvodne opreme u pogonu, grupisanje ili izdvajanje mašina u posebne prostorije, često se

analizira na osnovu nedovoljnog broja kriterijuma (najkraći transportni put ili grupna tehnologija).

Kriterijumi efikasnosti i troškovi zaštite od buke i vibracija mogu biti odlučujući pri izboru tehnološke

opreme i projektovanju tehnoloških procesa. Kvalitetnija i skuplja oprema sa nižim nivoima buke i

vibracija, koja je zbog ove karakteristike kvaliteta skuplja, često dovodi do nižih ukupnih troškova

investiranja u odnosu na izbor jeftinije tehnološke opreme, za koju je neophodno projektovati i izvesti

skupa rešenja zaštite čovekove sredine.

Svi ovi faktori istovremeno stavljaju fenomene buke i vibracija u žižu savremenih istraživanja, posebno sa

stanovišta razvoja tehnološke opreme vrhunskog kvaliteta i osvajanja novih metoda projektovanjatehnoloških procesa, u cilju zadovoljenja zahteva međunarodnih standarda serije ISO 9000 i ISO 14000.

Slika 2.1 Uzajamni odnos fenomena buke i vibracija i čovekove okoline


11/201


11

Na slici 2.1 prikazan je uzajamni odnos fenomena buke i vibracija i sredine u kojoj se manifestuje.

Oscilatorni procesi u sklopovima i mehanizmima nastaju usled sudara elemenata mašina, njihovog trenja,

dejstva pobudnih sila, magnetnih polja, pulzacija i promena pritiska fluida, strujanja i drugih faktora.

Vibracije koje nastaju usled bilo kojeg od navedenih uzroka, preko krutih ili elastičnih veza pojedinih

mehanizama i sklopova, prenose se na celu mašinu ili postrojenje, generišući određeni nivo buke koja seemituje u radni prostor – do radnih mesta.

Na ukupan nivo buke na radnim mestima u velikoj meri utiče zatvoreni industrijski prostor, polazeći od

konstrukcije građevinskog objekta i njegove veličine, do izbora materijala za enterijer pogona.

Konstruktivna rešenja građevinskih objekata (zidovi, krovovi, zapremina, otvori za osvetljenje i

ventilaciju, temelji mašina) imaju najveći uticaj na prenos buke i vibracija u otvoreni industrijski prostor

izvan pogona, odakle se industrijska buka širi dalje u okolinu. Pojam životne sredine, prema slici 2.1,

obuhvata istovremeno radnu i celokupnu prirodnu sredinu koja nas okružuje.

2.2 UZROCI POJAVE VIBRACIJA I BUKE

Vibracije i buka su fizički fenomeni koji nastaju kao rezultat oscilatornih procesa u mašinskim

elementima, sklopovima i mehanizmima. Ovi procesi mogu se odigravati u čvrstim telima, tečnim ili

gasovitim fluidima.

Oscilacije materijalne sredine sa frekfencijama koje se nalaze u čujnom frekfentnom dijapazonu

registruju se kao zvuk, dok je buka neželjeni zvuk. Ova definicija obuhvata i nepovoljno delovanje zvuka

kao fizičke pojave na organizam čoveka.

Osnovni uzroci pojave vibracija i buke, slika 2.2, mogu se svrstati u četiri grupe:

1. konstrukcioni parametri,

2. tehnologija proizvodnje,

3. radni proces i

4. tehnologija održavanja

Slika 2.2 Osnovni uzroci pojave vibracija i buke izvora


12/201


12

Četiri grupe navedene na slici 2.2 istovremeno predstavljaju istraživačko-razvojne oblasti u kojima je

neophodno aktivno delovati na uzročnike kako bi nivo vibracija i buke opreme bio sveden na onu

vrednost koja, u datom vremenu, odgovara nivou razvoja tehnike i tehnologije. Radi toga, neophodan je

stalan aktivan odnos prema ovom problemu u čitavom "veku" proizvoda, polazeći od nastanka same

ideje u fazi istraživanja i razvoja konstrukcionih parametara, preko razvoja tehnologije proizvodnje

delova i sklopova, pravilne eksploatacije, do odgovarajuće tehnologije održavanja proizvoda ili

postrojenja. U okviru naučne discipline-terotehnologije, posebna oblast proučava metode održavanja

postrojenja po stanju, gde praćenje i analiza signala buke i vibracija daju veliki broj informacija o

elementima i sklopovima postrojenja, na osnovu čega se može prognozirati vreme pouzdanog rada i

vreme planskih zastoja, radi izvođenja opravki.

Metode delovanja na izvore buke u fazi razvoja, konstruisanja, proizvodnje i održavanja, koje imaju za cilj

eliminaciju ili smanjenje uticaja navedenih uzroka nastanka vibracija i buke, predstavljaju aktivne

metode.

Posivne metode obuhvataju sve ostale zahteve, čiji je cilj da se što manji deo emitovane energije sa

tehnološke opreme prenese dalje u okolinu, ili na radna mesta, kroz čvrsta tela ili vazdušnim putem.

2.3 KVALITET I FENOMENI VIBRACIJA I BUKE

Sa razvojem tehnike i tehnologije pojam kvaliteta dobija nove dimenzije. U početnoj fazi razvoja

proizvoda, ili u periodu razvoja društva koji odgovara njegovom nižem tehničko-tehnološkom nivou, kao

karakteristike kvaliteta se utvrđuju samo "osnovne performanse", koje zadovoljavaju "osnovne zahteve".

U toku daljih faza života proizvoda, zahvaljujući razvoju nauke i ukupnom tehničko-tehnološkom razvoju,

neke karakteristike, ranije smatrane za "sporedne", svrstavaju se u grupu "osnovnih" i često postaju

dominantne.

Analizirajući predviđanja razvoja ili tehnologija, na bazi poznatog razvoja u prošlosti, kao pogodan model

može se usvojiti "logistička" ili "S-kriva", koja predstavlja nivo naučnog i tehnološkog (NT) razvoja u

funkciji vremena – prikazana isprekidanom linijom na slici 2.3.

Na osnovu procene kretanja ukupnog nivoa vibracija i buke u radnoj i životnoj sredini kroz istoriju, a

posebno u zadnjih 50-100 godina, može se zaključiti da je nivo vibracija i buke zabeležio najveći porast

baš u periodu najbržeg uspona tehnike i tehnologije. Ovu zakonitost, koja povezuje predviđanje nivoa

tehničko-tehnološkog razvoja društva i procenu kretanja ukupnog nivoa vibracija i buke u toku vremena,

pokazanu na slici 2.3, treba posmatrati statistički za veliki broj proizvoda čije ukupno delovanje izaziva

promene u radnoj i životnoj sredini.


13/201


13

Slika 2.3 Zavisnost naučnog i tehnološkog razvoja društva i promene nivoa buke ili ugroženosti okoline

Dijagrami na slici 2.3 pokazuju da u određenom vremenskom periodu kriva porasta nivoa vibracija i buke

mora dostići svoj maksimum, nakon čega će pod dejstvom razvijene svesti o štetnim dejstvima i na

osnovu ekonomskih argumenata kao i novih naučnih otkrića ili istraživačko - razvojnih aktivnosti (nove

metode konstruisanja, novi materijali, nove tehnologije i metode zaštite), doći do postepenog pada nivoa

vibracija i buke. Ovaj proces se odvija u današnje vreme, ili šire posmatrano – u periodu formiranja

industrijskog društva, kada su ogromni istraživačko - razvojni potencijali angažovani na otkrivanju novih iprimeni postojećih znanja u cilju postizanja višeg tehničko - tehnološkog nivoa i kvaliteta proizvoda.

Kojom će brzinom opadati i na kom će se nivou zadržati ukupan nivo buke i vibracija u radnoj i životnoj

sredini, zavisi od velikog broja društvenih i tehničko-tehnoloških faktora, što je na slici 2.3 pokazano

šrafiranom površinom dijagrama.

Ukupni nivoi emitovanih vibracija i buke poslednjih godina predstavljaju jednu od "osnovnih"

karakteristika kvaliteta tehnologija i ogromnog broja proizvoda: automobili, avioni, električni

transformatori, alatne mašine i druga tehnološka oprema. Danas se dozvoljeni nivoi emitovanih

vibracija i buke ograničavaju i međunarodnim propisima i preporukama.

Visoke vrednosti vibracija i buke proizvoda i tehnološke opreme siguran su pokazatelj njihovog nižegtehničko-tehnološkog nivoa, niže tačnosti i pouzdanosti. Najefikasniji put u metodologiji zaštite od buke

i vibracija, očigledno je delovanje različitim aktivnim metodama da se u elementima mehanizama i

sklopova mašina i u radnim procesima smanji njihovo generisanje i emisija. Iz tog razloga je savremeni

razvoj proizvoda čvrsto vezan za koncept razvoja "tihih mašina", koji obuhvata razvoj tihih unificiranih

mehanizama, sklopova i agregata, na osnovu novih kinematskih rešenja, poboljšanih konstrukcionih

oblika i dinamičkih karakteristika, novih konstrukcionih materijala i elemenata za prigušenje vibracija i


14/201


14

apsorpciju zvuka. Pored konstrukcionih zahteva, neophodno je unapređivati nivo tehnologije izrade

elemenata i montaže sklopova, što utiče na podizanje ukupnog kvaliteta proizvoda. Posebno se

naglašava značaj pravilne eksploatacije i tehnologije održavanja, čime se kontrolišu parametri emitovane

buke i vibracija, uz njihovo zadržavanje u projektovanim granicama u čitavom radnom veku proizvoda.

2.4 DEJSTVA VIBRACIJE I BUKE (dejstva na tehnološku opremu i medicinskadejstva)

Uopšte rečeno postoje dve osnovne grupe dejstva vibracije i buke:

dejstva na tehnološku opremu i

medicinska dejstva (biološka dejstva na čoveka i žive organizme) slika 2.4

Ove dve grupe dejstava izazivaju veliki broj pratećih pojava i promena koje su locirane u najširoj oblasti:

čovek – mašina –radni prostor –okolina.

Slika 2.4 Dejstvo vibracija i buke

Dejstva na tehnološku opremu izučavaju se u različitim oblastima tehnike (mehanika, mašinski elementi,

elektronika, tehnička dijagnostika, pouzdanost, projektovanje mašina, projektovanje tehnoloških procesa

itd.), a vezana su uglavnom za dinamiku sistema, vek, pouzdanost i kvalitet proizvoda. Ovakva dejstva

zahtevaju i ozbiljna istraživanja sa ciljem iznalaženja najefikasnijih i najekonomičnijih tehničkih rešenja u


15/201


15

razvoju mašina i projektovanju sistema zaštite čoveka od dejstva nedozvoljenih nivoa vibracija i buke, a

često i zaštite tehnološke opreme od nepovoljnog uticaja izvora vibracija.

Dejstva vibracija i buke na čoveka su brojna, ali ni do danas nisu u potpunosti i kompleksno izučena.

Medicinska istraživanja obavljena u svetu i kod nas pokazuju visoku korelaciju sa mnogim oboljenjima:

hipertenzija, neuroza, endokrina oboljenja, ulkus i kao najočiglednije – oštećenje čula sluha, ili pri dejstvuvibracija bolest, "beli prsti" itd.

Delujući na tehnološku opremu i na čoveka istovremeno, buka i vibracije izazivaju pad produktivnosti i

kvaliteta proizvoda. Ovome doprinosi dinamička nestabilnost tehnološke opreme – posebno u procesima

automatskog upravljanja. To izaziva smanjenje sposobnosti operatora da prati i upravlja procesom rada

usled zamora i psihičke napetosti.

Buka i vibracije dovode do porasta povreda na radu usled smanjenja koncentracije i moći rasuđivanja, a

takođe izazivaju poremećaj međuljudskih odnosa usled razdražljivosti, kao i poremeća ja u porodici.

Uopšte se može uzeti da niske frekfencije vibracija (ispod 4 Hz) izazivaju opštu neugodnost sa

simptomima morske bolesti, znojenjem, bledilom, poremećajem u disanju i povraćanjem. Vibracijefrekfenci između 4 i 10 Hz izazivaju bolove u grudima i trbuhu (zbog rezonance unutrašnjih organa),

promene u pokretima disanja i mišićne konstrukcije, glavobolju i strah, dok se iznad 10 Hz javljaju brojne

smetnje u psihičkoj sferi praćene daljim pojačanjem glavobolje, smetnjama u govoru i opštim

povećanjem mišićnog tonusa sa svim posledicama koje ono povlači.

Analizirajući sva ova dejstva dolazi se do zaključka da su, pored humanih razloga vezanih za zdravstvenu

zaštitu čoveka, veoma značajni i ekonomski razlozi, koji zahtevaju blagovremeno izvođenje adekvatnih

mera zaštite od vibracija i buke. Rešavanje ovog problema u fazi razvoja i projektovanja proizvoda i

tehnologija znatno je ekonomičnije nego sanacija u fazi eksploatacije.

Može se reći da se radi o interdisciplinarnom problemu, gde medicinske, sociološke, pravne i ekonomskenauke daju odgovore na pitanje ZAŠTO, dok tehničke nauke moraju reći KAKO i kojim metodama

sprovesti optimalne mere zaštite od vibracija i buke sa gledišta efikasnosti i cene njihovog izvođenja.

2.5 AKTUELNI ZADACI

Vibracije i buka predstavljaju fenomene koji se danas moraju izučavati multidisciplinovano. Polazeći od

(početkom prošlog veka) nezavisnih proučavanja u fizici (mehanici i akustici), medicini i psihologiji, danas

se već na međunarodnom i nacionalnom planu utvrđuju strategije sa komplementarnim istraživačko-

razvojnim programima u zainteresovanim i veoma širokim naučnim oblastima.

Rezultati ovih istraživanja su od interesa ne samo za zaštitu čoveka sa medicinskog stanovišta, već imaju

veliki uticaj na razvoj tehničko-tehnoloških nauka i novih disciplina, uz očekivani ogroman uticaj i

posledice na privredni razvoj i nacionalne ekonomije pojedinih zemalja.

Sagledavajući sadašnji i budući razvoj tehnologija, tendencije uvođenja automatizacije i robotizacije na

teškim i štetnim radnim mestima (početak realizacije ideja o fabrikama bez ljudi za neke proizvodne

procese), razvoj tehnološke opreme, saobraćaja i proizvoda široke potrošnje, problem zaštite od buke i


16/201


16

vibracija, u najširem smislu, dobija izuzetan značaj. Razlog za ovo leži u činjenici da nije štetna samo ona

buka koja ugrožava čulo sluha, već daleko više buka koja ometa. Činjenica da buka najmanje ometa

fizičke poslove, a najviše intelektualni rad, dovodi do toga da će se zaštiti od buke u budućnosti

poklanjati sve veća pažnja i postavljati sve oštriji zahtevi u tom pogledu.

Polazeći od proučavanja stanja i pravaca budućeg razvoja u ovoj oblasti u svetu i kod nas, pri čemu buka ivibracije u radnoj sredini imaju prioritetan značaj zbog često visokih nivoa i dugog vremana ekspozicije u

toku dana, osnovni cilj budućeg razvoja je da se problem zaštite od buke u industriji rešava efikasno i

ekonomično. To se odnosi kako na projektovanje novih tehnoloških procesa i industriskih pogona, tako i

na sanaciju izgrađenih industriskih objekata kod kojih nisu sprovedene adekvatne mere zaštite, što je

sada najčešće i istovremeno najneekonomičnije.


17/201


17

3. SISTEM KVALITETA I UPRAVLJANJE OKOLINOM

3.1 RAZLOZI ZA RACIONALNO UPRAVLJANJE KVALITETOM I OKOLINOM

U periodu industrijalizacije, kada ubrzani razvoj privrede počinje da ugrožava čovekovu sredinu, dolaziistovremeno do nekontrolisanog porasta vibracija i buke, kao i svih ostalih zagađivača okoline, što

ilustruje slika 2.3. To izaziva porast društvene svesti o neophodnoj organizovanoj akciji koja se po pravilu

izvodi multidisciplinarno. Počevši od medicinskih istraživanja i istraživanja u tehnici, pristupa se (često

naknadno) donošenju preporuka, standarda i zakonskih propisa sa ciljem da se ograniči nivo buke i

vibracija kao i svih ostalih štetnih faktora. U ovoj fazi su nauka i tehnologija, na osnovu razvijenih znanja i

metoda, uglavnom već u stanju da ponude efikasna rešenja u razvoju proizvoda i projektovanju mera

zaštite. To za posledicu ima zaustavljanje trenda porasta i početak postepenog pada ukupnog nivoa

emitovane vibracione energije ili drugih štetnih dejstava.

Ovaj prelomni trenutak odigravao se u razvijenim zapadnim zemljama šezdesetih godina, a u razvijenim

istočnim (bivšim socijalističkim) zemljama sedamdesetih godina prošlog veka. U bivšoj SFR Jugoslaviji

ovaj proces se odvijao krajem sedamdesetih godina prošlog veka, pri čemu su značajan doprinos

pozitivnim promenama dala i jugoslovenska savetovanja sa ciljem zaštite od buke i vibracija u životnoj i

radnoj sredini čoveka.

Komponenta međunarodne naučno - tehničke saradnje je veoma značajna za realizaciju multilateralnih ili

bilateralnih istraživačko-razvojnih projekata na: odabranim višegodišnjim programima, pripremi

međunarodnih (nacionalnih) preporuka i standarda, razmeni informacija i iskustava velikog broja

zemalja. Razvijene industrijske zemlje, kao i zemlje koje su se ubrzano razvijale, veoma rano su došle do

konstatacije da je neophodna koordinirana međunarodna saradnja na rešavanju sve većih problema

vezanih za zaštitu radne i životne sredine od buke i vibracija.

Pored toga što se globalna saradnja svih zemalja sveta u vezi standardizacije odvija u okviru

Međunarodne organizacije za standardizaciju – ISO, ili šire na zaštiti čovekove okoline u okviru sistema

UN kroz programe UNEP, posebno treba istaći i saradnju na regionalnom planu. Programi na zaštiti od

vibracija i buke zauzimali su značajno mesto u saradn ji zemalja OECD-a kao i zemalja tadašnjeg SEV-a

koja je na ovim problemima započeta od sredine 60-ih godina prošlog veka, utvrđivanjem dugoročnih i

kratkoročnih programa saradnje.

Ozbiljnost problema zaštite od buke i vibracija u radnoj sredini, posebno u razvijenim zemljama, dobro

ilustruju podaci iz SAD. Prema studiji OSHA (Occupational Safety and Health) objavljenoj sredinom

sedamdesetih godina prošlog veka, iznosi se skoro neverovatan podatak da su troškovi smanjenjaindustrijske buke na radnim mestima u SAD do granice 90 dBA procenjeni na 10,5 milijardi dolara.

Navodi se i podatak da je kod oko 8,7 do 11,1 miliona Amerikanaca procenjeno trajno oštećenje sluha

kod zaposlenih, usled dejstva industrijske buke.

U istraživanjima i studijama koje su objavljene u SAD sedamdesetih godina prošlog veka utvrđeno je da

buka pored oštećenja sluha ima i šira štetna dejstva, uključujući fiziološke, psihološke i sociološke

faktore. Pokazuje se da su radnici manje zadovoljni i manje produktivni u radnoj sredini sa visokim


18/201


18

nivoom buke, u poređenju sa sličnim poslovima na tišim radnim mestima. Navodi se podatak da radnici

koji rade u bučnoj sredini u proseku za 1,23 % dnevno više izostaju sa posla u poređenju sa radnicima na

tišim radnim mestima, što predstavlja prosećno izgubljenu nadnicu od 115 dolara godišnje po

zaposlenom radniku.

Svi navedeni podaci govore o široko rasprostranjenom uticaju buke i vibracija u čovekovoj radnoj iživotnoj sredini, a takođe i o ogromnim sredstvima koja se u svetu ulažu u istraživanja i razvoj metoda,

materijala i proizvoda za smanjenje vibracija i buke, uz nesumljiva ekonomska opravdanja.

U okviru grupacije zemalja SEV-a svojevremeno je bio pokrenut širok program međunarodne naučno-

tehničke saradnje pod nazivom "Borba protiv buke i vibracija". Cilj ove saradnje je bio priprema

preporuka i standarda, zajednička obrada pojedinih istraživačko-razvojnih zadataka, izrada studija, razvoj

novih materijala i proizvoda, razvoj tihih mašina i opreme, razvoj metoda ispitivanja, razvoj obrazovanja i

uzajamno informisanje. Osnovne istraživačke teme u periodu 1980-1985 godine su bile:

buka i vibracije u naseljima, zgradama i zonama za odmor,

buka i vibracije u industriji,

buka i vibracije mašina, transportnih sredstava i njihovih delova i

zaštita čovekove okoline od buke i vibracija.

Zaključak obe grupacije zemalja ( OECD-a i SEV-a) bio je, još početkom osamdesetih godina prošlog veka,

da se uspešna borba na zaštiti od vibracija i buke može voditi jedino u okviru međunarodne saradnje,

kroz zajedničke dugoročne programe, u okviru kojih sve zemlje treba da izgrade i sprovedu svoje

nacionallne strategije i planove akcija. Strategije ekonomskog i društvenog razvoja mnogih zemalja

oslanjaju se na strategije razvoja nauke i tehnologije, čiju osnovu predstavljaju razvoj i primena novih

znanja.

3.2 NOVI KONCEPT UPRAVLJANJA KVALITETOM I OKOLINOM

Organizovane aktivnosti na nacionalnom planu dovele su do potrebe usaglašavanja metoda za

upravljanje (menađment) razvojem, kvalitetom i čovekovom sredinom, koje su bile inicirane još u seriji

standarda ISO 9000 iz 1987 godine, da bi se 1994 godine pojavio predlog serije standarda ISO 14000, a

iste godine i odgovarajući engleski standard za upravljanje okolinom BS 7750.

Krajem 20 veka, na osnovu iskustva razvijenih zemalja i zahteva za povećanje poverenja među

partnerima, pokreću se dva najveća globalna projekta: sistem upravljanja kvalitetom i sistem

upravljanja okolinom, koji treba da omoguće realizaciju ideje otvorenih tržišta i ciljeva održivog razvoja.

Tako se uspostavlja veza između nauke, faktora industrijskog razvoja i prirode, sa čovekom na vrhupiramide živih bića, koji svesno utiče na kvalitet sopstvenog života, prirodu i zajedničku budućnost.

Sa razvojem nauke, tehnike i tehnologije, pojam i shvatanje kvaliteta dobijaju nove karakteristike i

značaj. Novi koncept kvaliteta, prema seriji međunarodnih standarda ISO 9000, sadrži tri osnovne

dimenzije:

1. tržišnu – koja uvažava činjenicu da se na svetskom tržištu, u uslovima slobodne konkurencije , vodi

borba za osvajanje kupaca kvalitetom proizvoda i usluga, a ne samo niskom cenom,


19/201


19

2. poslovnu – jer strategija kvaliteta podrazumeva osposobljenost preduzeća za promene i stvaranje

poverenja između partnera, ali pre svega ostvarivanje ciljeva efektivnosti i efikasnosti, što znači sniženje

troškova, povišenje produktivnosti i profitabilnosti i

3. kvalitet življenja – koji je najteže definisati jer zavisi od opšteg nivoa kulture jedne nacije, nivoa

nauke i tehnološke razvijenosti, razvoja društvenih odnosa, bruto nacionalnog dohodka, a obuhvatazaštitu zdravlja i bezbednosti ljudi, zaštitu čovekove sredine i štednju prirodnih resursa – kao odgovor

na realne pretnje koje donosi razvijeno tehnološko društvo u sukobu sa tradicijom.

Savremeni razvoj pridaje dominantan značaj odnosima i vezama koje se uspostavljaju između ekologije i

tehnologije. Nekontrolisani privredni razvoj ima negativan uticaj na kvalitet života. Danas se teži ka tome

da se ostvari radno-intenzivna privredna ravnoteža, koja izuzetno štedljivo postupa sa energijom i

sirovinama, pri čemu se postavljaju oštre granice nužne za očuvanje ekološke životne sredine.

Postojanje direktne veze između kvaliteta života, ekonomskog razvoja i stanja životne sredine uočeno je

odmah posle Drugog svetskog rata u razvijenim industriskim zemljama. Tim pitanjem počinju da se bave i

tela UN. Do danas je održano više konferencija na kojima je upozoravano da nekoordiniran i

nekontrolisan razvoj dovodi do degradacije i pogoršanja životne i radne sredine. Na osnovu izveštaja

Komisije UN o životnoj sredini i razvoju iz 1987 godine, u kome se zahteva pre duzimanje koraka radi

promene trendova pogoršanja čovekove sredine, Generalna skupština UN donosi 1989 godine odluku o

organizovanju konferencije UN u cilju obezbeđenja "održivog razvoja".

Pojam "održivi razvoj"prvi put uspostavlja direktnu vezu između kvaliteta proizvoda, kvaliteta

tehnologija i kvaliteta života, koja se mora ozbiljno izučavati i rešavati naučnim metodama . Na

sledećim konferencijama pored tema vezanih za sve oblasti ekologije i zaštite radne i životne sredine,

posebno su razmatrani osnovni obrasci razvoja u različitim zemljama, uključujući i transfer znanja u

tehnološkom razvoju i zaštiti okoline. Pri tom se, kao osnovna tekovina civilizacije, utvrđuje pravo na

zdravu žuvotnu sredinu i pravo na razvoj, što predstavlja osnovni uslov za viši kvalitet života svake nacijei svake kulture.

Na konferencijama UN, pored razmatranja rezultata sprovođenja predhodno donešenih dokumenata u

vidu uputstava za primenu koncepta održivog razvoja za 21 vek u svim oblastima zaštite životne sredine,

posebna zabrinutost eksperata je iskazana zbog globalnih promena klime i daljeg povećanja

aerozagađenja azotnim oksidima i ugljen dioksidom - što dovodi do porasta prosečne temperature na

Zemlji usled efekta "staklene bašte". Osim toga eksperti izražavaju veliku zabrinutost zbog sve većeg

siromaštva u nerazvijenim zemljama i zemljama u razvoju, sve većeg nedostatka vode za piće i daljeg

nekontrolisanog korišćenja prirodnih resursa Zemlje – posebno šuma. Nažalost, najveći otpor za

rešavanje ovih pitanja dolazi i dalje od najrazvijenijih industrijskih zemalja koje su i dalje najveći

zagađivači štetnim gasovima – uzročnicima efekta "staklene bašte" na Zemlji.

3.3 RAZVOJ STANDARDA ZA UPRAVLJANJE OKOLINOM

Od 1992 godine u raznim zemljama su publikovani standardi ili nacrti standarda za upravljanje okolinom.

U okviru ISO sistema, izradom preporuka za osnovne elemente sistema menađmenta životne sredine

bavila se od 1991 do 1993 godine radna grupa "Strategic Advisory Group Environment" (SAGE). Ono što


20/201


20

je ta grupa uradila čini polaznu osnovu za aktivnosti Tehničkog komiteta ISO/TC207 "Environmental

Management", koji je osnovan juna 1993 godine. Za razvoj ovih standarda pododbori SC1 i SC2 nose

glavnu odgovornost.

Da bi se moglo uticati na razvoj međunarodnog standarda, osnovan je 1993 godine Odbor za standarde

"Osnove zaštite životne celine" (NAGUS) u okviru nemačkog Instituta za standardizaciju (DIN). Njegovzadatak je bio da kod standardizacije uključi i aspekte životne sredine koji obuhvataju izradu standarda

za audit (proveru) životne sredine, eko-bilanse, upravljanje životnom sredinom i sl.

Navodi se pregled koji treba da pruži uvid u sadašnju situaciju na području standardizacije u nekim

evropskim zemljama početkom 1996 godine a koji se odnosi na osnove za sistem upravljanja životnom

sredinom.

- Engleska BS7750

- Francuska AFNOR 30X-200

- Irska I. S. 310

- Španija UNE 77-801-93 i UNE 77-8O2-93

- ISO standardi serije ISO 14000

Savremena organizacija državnih zajednica, kao i organizacija privrednih preduzeća, koja se uspešno

realizuje uz pomoć međunarodnih standarda serije ISO 9OOO, uz posebno nastojanje da se obezbedi

poverenje društvene zajednice i partnera primenom međunarodnih standarda za upravljanje okolinom

serije ISO 14000, zahteva posedovanje specifičnih znanja neophodnih za razvoj savremenih tehnologija i

vrhunskih – konkurentnih proizvoda.

Buka i vibracije su neizbežni pratioci i tehnoloških procesa i velikog broja savremenih proizvoda, pa

nikada u potpunosti ne mogu biti eliminisani. Da bi se zadovoljili postojeći tehnički propisi u pogledudozvoljenih nivoa emitovane buke i vibracija, neophodna je primena ekspertskih znanja u razvoju i

projektovanju proizvoda i tehnologija.


21/201


21

4. FENOMEN ZVUKA I ZVUČNIH TALASA

4.1 POJAM ZVUKA

Zvuk je po prirodi sastavni deo svakodnevnog života i deo čovekovog okruženja. Javlja se kao pratilacmnogih životnih aktivnosti (slika 4.1) i njegovo prisustvo je evidentno gotovo u svim sferama – od

organizma čoveka, gde se manifestuje kao govor koji predstavlja jedan od najsavršenijih zvukova i

osnovno sredstvo međusobne komunikacije, pa do

zvukova koji se javljaju u prirodi ili zvukova koji su

posledica ljudskih aktivnosti u radnoj i životnoj sredini.

Zvuk je predmet interesovanja mnogih naučnih disciplina

– od inženjerskih do medicinskih i socioloških. U oblasti

inženjerskih disciplina dominiraju tri aspekta

interesovanja za zvuk kao fizičku pojavu:

zvuk kao sredstvo komunikacije

zvuk kao alat i

zvuk kao buka.

Zvuk u obliku govora predstavlja osnovno sredstvo međuljudske komunikacije i nastaje kao rezultat

kontrolisanog generisanja zvuka iz čovekovog vokalnog trakta. Drugi oblik komunikacije zvukom je

muzika kao oblik umetničkog izražavanja čoveka. Zvuk se takođe koristi kao nosač informacija u obliku

npr. znakova upozorenja kao što su zvonjava telefona, zvuk automobilske sirene ili sirene za uzbunu. U

vodenoj sredini zvuk kao nosilac informacija je nezamenljiv, s obzirom na činjenicu da se kroz vodenu

sredinu ne prostiru elektromagnetni talasi.

Zvuk se u mnogim situacijama koristi kao aktivan ili pasivan alat. Zvuk kao aktivan alat podrazumeva

korišćenje energije zvuka za izvršavanje neke specifične operacije. Primenjuje se kod ultrazvučnih kada za

čišćenje, u uređajima za ultrazvučno zavarivanje, pri osmatranju dna ispod broda generisanjem zvuka i

praćenjem prostiranja direktne i reflektovane komponente, u ultrazvučnim dijagnosričkim metodama u

medicini, kao i sistemima za aktivnu kontrolu

generisanja zvuka (bukom protiv buke).

Zvuk kao pasivan alat podrazumeva korišćenje

energije zvuka za otkrivanje pojave nekog događaja

"prisluškivanjem" izvora koji generiše zvuk.

Karakteristične primene su: slušanje rada srca ipluća pomoću stetoskopa, osluškivanje rada ventila

kod motora, primena u sistemima za detekciju

curenja ventila u velikim sistemima, dijagnostika

stanja mašinskih sistema i ocena kvaliteta analizom

zvučnih signala. Slika 4.2 Zvuk kao buka

Slika 4.1 Zvuk kao stalni pratilac životnih

aktivnosti


22/201


22

Veoma često zvuk svojim delovanjem može uznemiravati i ugrožavati čoveka i njegovo zdravlje. U takvim

slučajevima zvuk se tretira kao buka. Tehnološki razvoj društva rezultira u povećanju nivoa energije

zvuka koju generišu mašine, fabrike, saobraćaj i sl., tako da su mnogi događaji u čovekovom okruženju

(slika 4.2) praćeni generisanjem zvukova koji su neželjeni i neprijatni za okruženje i kao takvi

predstavljaju buku.

Nivo smetnji koji izaziva zvuk zavisi od karakteristika samog zvučnog signala ali i od stava primaoca zvuka

prema njemu. Tako, muzika i govor koji su korisni zvuci za one koji ih žele slušati mogu za neke druge

izgledati kao buka, posebno ako su glasni i ako se javljaju u vreme spavanja ili vođenja komunikacija. Ovo

daje subjektivnu dimenziju doživljaja zvuka u obliku buke, tako da zvuk ne mora da bude glasan da bi

predstavljao smetnju i da bi ga čovek ocenio kao buku. Npr. škripa poda, izgrebane ploče ili isprekid ani

zvuk kapanja vode iz slavine može biti isto tako ometajući kao i glasna grmljavina.

Ocena stepena koje izaziva buka u velikoj meri zavisi i od perioda dana – veći nivoi buke su tolerantniji u

toku dnevnog nego noćnog perioda s obzirom na aktivnosti koje se odvijaju u tim periodima dana.

Pored negativnih efekata ometanja i ugrožavanja, buka može da ima i razorno dejstvo koje se ogleda u

uništavanju materijalnih dobara i povređivanju osetljivog organa sluha. Npr. buka koja nastaje pri

nastajanju zvučnog udara može slomiti prozore i obiti malter sa zidova. Ali, sigurno je najteži slučaj kada

buka ošteti mehanizam koji je namenjen za percepciju zvuka – ljudsko uvo.

4.2 DEFINICIJA ZVUKA I BUKE

Zvuk je fizička pojava koja nastaje usled vremenski promenljivih mehaničkih poremećaja stacionarnog

stanja elastične sredine. Vremenska promenljivost poremećaja je ključni uslov za nastajanje zvuka i

pratećih pojava. Vremenski nepromenljivi poremećaji koji nastaju u elastičnoj sredini ne izazivaju

nastajanje zvuka. Vibracije i buka spadaju u grupu oscilatornih procesa – ili oscilacija, koje predstavljajunajrasprostranjeniji oblik kretanja u prirodi, pošto sva tela poseduju u većem ili manjem stepenu svojstvo

elastičnosti.

Druga važna osobina zvuka je njegova mehanička priroda, koja sama po sebi nije očigledna, tako da se

veoma često zanemaruje. Mehanička priroda zvuka je uočljiva samo u nekim slučajevima, npr.

oscilovanje membrane zvučnika i to na niskim frekfencijama. Prateće pojave zvuka, kao što su nastajanje

i prostiranje zvuka su takođe po prirodi mehaničke pojave.

Preduslov za pojavu zvuka je postojanje elastične sredine, odnosno čestica koje osciluju i učestvuju u

pojavi kretanja svojom inercijom i postojanje unutrašnjih elastičnih sila koje teže da čestice elastične

celine vrate u početno stanje kakvo je bilo pre poremećaja.

Promene položaja čestica usled pojave zvuka, odnosno vremenski promenljivih mehaničkih poremećaja,

predstavljaju zvučne oscilacije koje su praćene promenama pritiska i gustine elastične sredine oko

njihovih ravnotežnih vrednosti.

Ukupni pritisak, pt i gustina elastične sredine, ρt imaju svoju statičku i promenljivu komponentu:

pt = ps + p(t) ρt = ρs + ρ(t)


23/201


23

Zvučni pritisak, p(t) predstavlja promenljivu komponentu ukupnog pritiska u nekoj tački elastične

sredine, koja se superponira statičkom pritisku. Zvučni pritisak nastaje kao rezultat generisanja zvuka i

prostiranja zvučnih talasa.

Promene zvučnog pritiska su u većini slučajeva male u poređenju sa vrednostima u ravnotežnom stanju –

statičkim pritiskom. Za slučaj prostiranja zvuka kroz vazduh statički pritisak odgovara atmosferskompritisku. Na slici 4.3 ilustrovan je odnos promenljive komponente ukupnog pritiska (zvučnog pritiska) u

odnosu na atmosferski pritisak.

Jedinica za pritisak i zvučni pritisak je Paskal (P a)

koji je dimenziono definisan kao (N/m2). Ranije

korišćena jedinica za pritisak je mikrobar (µb) koja

je sa paskalom povezana relacijom 1Pa = 10µb.

Statička konponenta pritiska u vazduhu

(atmosferski pritisak) pod normalnim uslovima ima

vrednost 100kPa . Zvučni pritisak se kreće u opsegu

od 2 · 10-5Pa (najtiši zvuk koji ljudsko uvo može daregistruje) do reda nekoliko paskala (veoma jaki

zvuci).

Buka je, prema najčešće korišćenoj definiciji, svaki neželjeni zvuk. Buka ima iste fizičke karakteristike

kao i zvuk ali se razlikuje od zvuka po tome što izaziva i različite psihofiziološke senzacije (smeta,

uznemirava, ugrožava) i štetna dejstva na zdravlje čoveka.

Različite osobe imaju različiti stav prema željenom i neželjenom zvuku, tako da neki zvuk može biti buka

za neku osobu, a veoma prijatan događaj za druge. Prema tome, buka je samo subjektivna kategotija,

dok je zvuk fizička kategorija.

4.3 NASTAJANJE ZVUKA

Zvučne oscilacije, odnosno zvuk, nastaju pod dejstvom spoljašnje sile koja izvodi iz ravnotežnog položaja

čestice elastične sredine i podstiče ih na oscilatorno kretanje oko ravnotežnog položaja. Spoljašnja sila

koja izaziva poremećaj sredine naziva se izvor zvuka.

Izvor zvuka može biti svako telo koje u elastičnoj sredini izvodi mehaničke oscilacije i na taj način izaziva

poremećaj sredine, saopštavajući pri tome zvučnu energiju koju generiše česticama elastične sredine u

neposrednoj okolini. Primeri izvora zvuka u obliku tela su: zvučnici, muzički uređaji, motori različitih

vrsta, mašine i sl.

Izvor zvuka može biti i neki proces koji generiše zvučnu energiju. Zvuk se tada javlja kao uzgredna pojava

određenim fizičkim procesima. Primeri takvih izvora su električni luk ili grom, gde zvuk nastaje u toku

električnog pražnjenja u vazduhu, ali i zvuk koji nastaje u procesu sagorevanja goriva u gorionicima

različitih namena.

Izvor zvuka stvara zvučnu energiju na račun nekog drugog oblika energije iz neakustičkog domena,

transformišući taj oblik energije u mehaničku energiju oscilovanja čestica elastične sredine.

Slika 4.3 Odnos statičkog i zvučnog pritiska


24/201


24

Transformacijom energije, energija izvora se prenosi na okolnu sredinu. Mehanizmi nastajanja zvuka

kojima izvori predaju energiju okolnoj elastičnoj sredini mogu biti različiti:

vibracije površina krutih tela,

prinudna pulsiranja vazdušne struje,

turbulencije u fluidima i brza termička dejstva.

Nastajanje zvuka vibracijama površina krutih tela može se opisati klipom čije pomeranje izaziva

poremećaje elastične sredine. Nastajanje i prostiranje poremećaja nastaje mehaničkim pomeranjem

čestica elastične sredine, odnosno kompresijom i ekspanzijom dovoljno brzim kretanjem tvrde površine.

Karakteristični primeri ove vrste izvora buke su kućišta mašina čiji zidovi generišu zvuk, kao i pregradni

zid koji razdvaja dve prostorije.

Proces nastajanja zvuka prinudnim pulsiranjem vazdušne struje ima dva stepena, odnosno podprocesa:

stvaranje struje fluida koji se nalazi u jednolikom kretanju i rad mehaničkog sistema koji dovoljno

velikom brzinom na neki način fizički preseca tu struju. Zbog načina na koji je realno moguće izvestipresecanje vazdušne struje dovoljno velikom brzinom, zvuk koji nastaje na ovakav način karakteriše se

osnovnom frekfencijom i postojanjem većeg broja viših harmonika. Osnovnu frekfenciju određuje broj

presecanja struje fluida u sekundi. Na ovom principu generišu zvuk, između ostalih, zvučne sirene i

ventilatori kod kojih jedna komponenta zvuka nastaje presecanjem struje vazduha njihovim lopaticama.

Turbulencije u fluidu mogu nastati fizičkim uticajem prepreka na ravnomerni tok fluida. Svako

odstupanje od ravnomernosti proticanja koja pri tome nastaju predstavlja poremećaj koji se manifes tuje

oscilacijama čestica elastične sredine. Oscilacije čestica generišu zvuk koji se od mesta nastanka dalje širi

kroz fluid. Karakterističan predstavnik ove kategorije izvora je zvuk aviona koji nastaje usled turbulencije

vazduha pri kretanju aviona. Turbulencijama nastaje i zvuk na ventilacionim rešetkama i zvuk usled

kretanja vode u vodovodnim kanalima.

Kod realnih izvora koji se sreću u čovekovom okruženju česte su kombinacije više mehanizama nastajanja

zvuka. Taj slučaj se javlja u procesu rada raznih mašina i uređaja. Oni se ponašaju kao složeni izvori u

čijem se radu mogu prepoznati karakteristike različitih mehanizama nastajanja zvuka. Zbog toga je talasni

front koji nastaje na površinama realnih izvora veoma složen.

Za jednostavnije opisivanje rada složenih izvora zvuka koriste se jednostavniji modeli izvora zvuka čijom

se konbinacijom mogu modelirati mehanizmi nastajanja zvuka kod složenih izvora.

Ukupno zvučno polje koje nastaje kao rezultat rada složenih izvora zvuka prikazuje se kao superpozic ija

polja koji stvaraju elementarni izvori zvuka tipa:

monopola,

dipola i

kvadropola.


25/201


25

4.4 PROSTIRANJE ZVUKA

Kada izvor zvuka osciluje, izaziva promene gustine

u okruženju čime se generišu zvučni talasi (slika

4.4).

Kada izvor osciluje u jednom smeru, čestice koje se

nalaze neposredno uz izvor, potisnute su i na taj

našin se povećava gustina sloja sredine neposredno

uz izvor. U tom sloju dolazi do zgrušavanja čestica

koje prodiru u naredni sloj, potiskujući njegove

čestice ka sledećem sloju čime se oscilacije izvora

prenose na daljinu, sa sloja na sloj.

Kada izvor osciluje u suprotnom smeru, u sloju neposredno pored stvara se praznina koju odmah

popunjavaju čestice najbližeg sloja. Na njihovo mesto, zbog nastalog razređenja, dolaze čestice iz

susednog sloja. Na taj način se čestice pomeraju usuprotnom smeru, a talas razređenog vazduha širi se

koncentrično odmah iza talasa zgusnutog vazduha.

Cela pojava se ponavlja, čime nastaju zvučni talasi koji

se prostiru kroz sredinu konačnom brzinom. Na taj

način se formira zvučno polje u okolini izvora zvuka.

Prostiranje zvučnih talasa se može prikazati

analogijom sa kretanjem mase obešene preko opruge

na oslonac (slika 4.5).

Ako se masa izvede iz ravnotežnog položaja (npr.

sabijanjem opruge), nastaviće da se kreće gore – dole

po sinusoidnom zakonu prolazeći kroz ravnotežni

položaj, čime nastaju mehaničke oscilacije. Prilikom

kompresije i ekspanzije opruge, nastale promene se

prostiru duž opruge.

Kompresije i ekspanzije molekula vazduha, koje nastaju kada osciluje izvor zvuka, slično se prostiru kroz

elestičnu sredinu stvarajući zvučne oscilacije koje se prenose na daljinu zvučnim talasima.

Zvučni talas se može definisati kao poremećaj koji se prostire kroz elastičnu sredinu, prenoseći energiju s

jedne lokacije na drugu. Poremećaj koji izaziva zvučni talas javlja se u obliku talasnog fronta koji se možedefinisati kao površina na kojoj sve čestice sredine imaju istu fazu kretanja.

Za pojavu zvuka i zvučnih talasa od značaja je postojanje elastične sredine, gde delovi sredine (molekuli ili

grupe molekula) mogu biti izvedeni iz ravnotežnog položaja i podstaknuti na oscilatorno kretanje.

Karakteristike sredine određuju karakter i vrstu nastalih zvučnih talasa. Kako se elastične sredine mogu

podeliti na čvrsta tela sa jedne strane i fluide sa druge strane, gde se pod fluidima podrazumevaju gasovi

Slika 4.4 Prostiranje zvučnih talasa

Slika 4.5 Analogija mehaničkih i zvučnih

oscilacija


26/201


26

i tečnosti, potrebno je razmotriti prostiranje zvučnih talasa kroz gasovite, tečne ili čvrste sredine. Pri

tome treba imati na umu da se zvuk i zvučni talasi ne prostiru kroz vakum.

Zvučni talasi se mogu prostirati u zavisnosti od sredine kao:

longitudinalni talasi,

transverzalni talasi,

fleksioni talasi,

ekstenzioni talasi i

površinski talasi.

Navedeni oblici oscilovanja se razlikuju po pravcu oscilovanja čestica elastične sredine u odnosu na

pravac prostiranja talasa.

4.5 KARAKTERISTIČNE VELIČINE ZVUČNOG TALASA

Osnovne veličine koje opisuju prirodu poremećaja u elastičnoj sredini koje izazivaju zvučni talasi iprostiranje zvučnih talasa su:

fekfencija oscilovanja, f(Hz), u frekfenciskom

domenu, odnosno period oscilovanja, T(s), u

vremenskom domenu,

talasna dužina, λ (m) i

brzina prostiranja zvučnih talasa – brzina

zvuka, c (m/s).

Frekfencija i talasna dužina opisuju prirodu nastalih

poremećaja u sredini kroz koju se prostiru zvučnitalasi, dok brzina zvuka opisuje samo prostiranje

zvučnih talasa. Frekfencija i talasna dužina su

međusobno povezane brzinom zvuka, a njihov odnos

je prikazan na slici 4.6.

Frekfencija

Veličine koje opisuju prirodu poremećaja u sredini mogu se ilustrovati primerom klipa koji je smešten na

jednom kraju cevi u obliku npr. cilindra koji se pomera napred – nazad konstantnom brzinom od n puta u

sekundi (slika 4.7). Opisano kretanje klipa u cilindru izaziva naizmenično kompresiju i ekspanziju čestica

elastične sredine u određenim oblastima, što za posledicu ima promenu zvučnog pritiska odmaksimalnog do minimalnog zvučnog pritiska prema zakonu koji odgovara načinu promene pobudne sile

(odnosno oscilovanja klipa).

Slika 4.6 Ilustracija odnosa frekfencije i

talasne dužine


27/201


27

Slika 4.7 Ilustracija talasne dužine i perioda oscilovanja

Jedan kompletan ciklus promena zvučnog pritiska odgovara jednom kompletnom ciklusu kretanja klipa

napred – nazad – napred. Za isto vreme svaka čestica elastične sredine izvrši jedan kompletan ciklus

oscilovanja oko ravnotežnog položaja. To vreme se definiše kao period oscilovanja.

Sa druge strane, učestanost kojom se opisane pojave dešavaju opisuje frekfencija zvuka, koja definiše

koliko često čestica osciluje oko ravnotežnog položaja. Može se izračunati kao broj periodičnih promena

položaja čestica oko ravnotežnog položaja u jedinici vremena:

, (Hz)n f t

Jedinica za frekfenciju je Herc. Frekfenciji od 1Hz odgovara jedan kompletan ciklus promena u sekundi.

Period oscilovanja je recipročna vrednost frekfencije oscilovanja:

1, (s)T

f

Manjoj frekfenciji odgovara veći period oscilovanja (slika 4.8 – levo) i obrnuto, većoj frekfenciji odgovara

manji period oscilovanja (slika 4.8 – desno).

Slika 4.8 Odnos frekfencije i perioda oscilovanja


28/201


28

Talasna dužina

Ako se klip sa slike 4.7 pomera po sinusoidnom zakonu, određenom frekfencijom, izazvaće promene

zvučnog pritiska duž cevi po istom sinusoidnom zakonu. Signal koji opisuje promene zvučnog pritiska

sastojaće se iz određenog broja ponovljenih maksimuma i minimuma, koji odgovaraju oblastima gde

dolazi do maksimalne kompresije ili ekspanzije čestica elastične sredine kroz koju se prostire zvučni talas.

Talasna dužina zvuka, λ(m) predstavlja rastojanje između dva maksimuma ili dva minimuma u signalu koji

opisuje promene neke od veličina zvuka (zvučni pritisak, gustina sredine) koje karakterišu prostiranje

poremećaja – zvučnog talasa kroz sredinu.

Brzina zvuka

Dok frekfencija daje odgovor na pitanje – koliko se često dešavaju promene u elastičnoj sredini pri

prostiranju zvučnih talasa, brzina zvuka daje odgovor na pitanje – koliko se brzo te promene prostiru kroz

elastičnu sredinu, odnosno kojom se brzinom izazvani poremećaj – zvučni talas prenosi od izvora zvuka

kroz sredinu, sa čestice na česticu.

Brzina zvuka se definiše kao rastojanje koje poremećaj – zvučni talas pređe u jedinici vremena:

, (m/s)d

ct

Brzina zvuka zavisi od sredine kroz koju se prostire i to od:

- inercionih osobina sredine (mase, gustine) ρ1 > ρ2 c1 < c2,

tako da je brzina zvuka tri puta veća u helijumu nego u vazduhu,

- elastičnih osobina sredine (deformabilnosti, elastičnosti, fleksibilnosti),

C čvrsta tela > C tečnost > Cgas

(Iako čvrsta tela imaju veću gustinu, pa bi shodno inercionim osobinama brzina zvuka bila manja nego

npr. tečnostima, jača elastična veza između čestica čvrstih tela utiče da brzina zvuka kroz čvrsta tela bude

najveća).

- temperature sredine.

U idealnim gasovima, kao što je vazduh, pri adijabatskim procesima brzina zvuka je jednaka:

s

s

pc

gde je:

- odnos specifičnih toplota pri stalnom pritisku i stalnoj zapremini: p

v

c

c

ps – pritisak sredine u stacionalnom stanju i

ρs – gustina sredine u stacionalnom stanju.


29/201


29

Za većinu gasova odnos pritiska i gustine sredine u stacionarnom stanju je nezavisan od pritiska, pa se

brzina zvuka ne menja sa promenama pritiska sredine. Odnos pritiska i gustine je proporcionalan

temperaturi, tako da se za vazduh dobija zavisnost brzine zvuka od temperature u obliku:

0 273

T c c

gde je: c0 – brzina zvuka pri apsolutnoj temperaturi vazduha od T=2730K.

T – apsolutna temperatura vazduha, (0K)

Izražavanjem temperature u 0C dobija se izraz koji pokazuje u kojoj se meri brzina zvuka menja sa

temperaturom:

c = c0 + 0,6θ

gde je: c0 – brzina zvuka pri temperaturi θ =00C

θ – temperatura vazduha, (0C).

Gustina vazduha pri normalnom atmosferskom pritisku i temperaturi od 00C ima vrednost ρ0 = 1,2kg/m3,

tako da je brzina zvuka u vazduhu pri istim uslovima – c0= 331m/s. U nekim slučajevima za ovu brzinu zvuka

mogu se sresti i vrednosti od 331,4m/s i 331,6m/s tako

da se izraz za brzinu zvuka može napisati u obliku:

c = 331 + 0,6 θ

i grafički predstaviti kao na slici 4.9 za uobičajene

temperature koje se sreću u čovekovom okruženju.

Vrednosti brzine zvuka u ostalim sredinama razlikuju se

od brzine u vazduhu i uglavnom su veće od nje.

Vrednosti brzine zvuka pri sobnoj temperaturi za

neke gasove i tečnosti date su u tabeli 1.

Tabela 1. Brzina zvuka u gasovima i tečnostima pri sobnoj temperaturi

Slika 4.9 Zavisnost brzine zvuka u vazduhu od

temperature


30/201


30

Brzina zvuka u čvrstim telima zavisi i od vrste materijala ali i od fizičkih oblika zbog različitih oblika

oscilovanja u sredinama čije su sve poprečne dimenzije veće od talasne dužine sredine gde je bar jedna

dimenzija mala u poređenju sa

talasnom dužinom (šipke ili ploče).

Vrednosti brzina zvuka pri sobnoj

temperaturi za neke materijale date

su u tabeli 2.

Odnos talasne dužine ifrekfencije

Osnovne veličine koje opisuju

prirodu poremećaja u elastičnoj

sredini koje izazivaju zvučni talasi

(frekfencija i talasna dužina) i

veličine koja opisuje prostiranje

zvučnih talasa (brzina zvuka)

povezane su relacijom:

c

f

odakle proizilazi da:

- brzina zvuka ne zavisi ni od talasne dužine ni od frekfencije, iako se iz prikazanog izraza može

izračunati brzina zvuka na osnovu frekfencije i talasne dužine,

- su frekfencija i talasna dužina međusobno zavisne veličine, inverzno proporcionalne, tako da kada se

frekfencija smanjuje – talasna dužina se povećava i obrnuto, kada se frekfencija povećava – talasna

dužina se smanjuje (slika 4.10).

Slika 4.10 Ilustracija međuzavisnosti talasne dužine i frekfencije.

Tabela 2. Brzina zvuka u čvrstim telima pri sobnoj temperaturi


31/201


31

5. KARAKTERISTIKE VIBRACIJA I BUKE

5.1 KARAKTERISTIKE KRETANJA – talasna jednačina

Vibracije i buka spadaju u grupu oscilatornih procesa – ili oscilacija, koje predstavljaju najrasprostranjenijioblik kretanja u prirodi, pošto sva tela poseduju u većem ili manjem stepenu svojstvo elastičnosti. Kada

se telo, pod dejstvom sila, deformiše u granicama elastičnosti i zatim prepusti dejstvu elastičnih sila,

počeće da osciluje, pri čemu njegovi pojedini delovi vrše oscilacije oko svojih prvobitnih položaja

ravnoteže u nedeformisanom stanju. Na isti način se može posmatrati i kretanje krutih tela (temelji

mašina, mašine sa krutim postoljima itd.), koja mogu pod dejstvom spoljašnjih sila da oscilu ju kao celina.

Oscilacije se mogu klasifikovati sa različitih gledišta, pa se tako mogu podeliti prema:

fizičkoj prirodi oscilatornih kretanja,

karakteru diferencijalnih jednačina kretanja kojima se opisuju različite oscilacije

uzročnicima oscilatornih kretanja, veličini amplituda ovih kretanja i

broju stepeni slobode, itd.

Prema svojoj fizičkoj prirodi oscilacije mogu biti: mehaničke, električne, elektromagnetne,

termodinamičke, akustičke itd. i sva oscilatorna kretanja se pokoravaju izvesnim opštim zakonima.

Svako deformabilno telo se može posmatrati kao sistem sa beskonačno stepeni slobode (postolje

mašina, poklopci i membrane, štapovi, itd.). Međutim, ako u sastav oscilatornog sistema ulaze

deformabilna tela, čije se mase mogu zanemariti u poređenju sa masom drugih tela koja se mogu

Documents

ZASTITA OD BUKE.pdf