View
293
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Bolonjski magistrski študij arhitekture
Gradbena fizika Študijsko gradivo
Izr.prof.dr. Sašo Medved Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
8
9
10
11
12
0 0,005 0,01 0,015
globina sloja (m)
v (g
/m 3 )
t = 0 h t=3 h t = 6 h t = 9 h t = 12 h t = 15 h t = 18 h t = 21 h
Prenos zvoka in hrupa v stavbi in zvočna izolacija stavb
Zvok, in njegov moteč pojav hrup, se v stavbah prenašata z zvočnim valovanjem v zraku in mehanskim nihanjem v gradbenih konstrukcijah.
V prvem primeru govorimo o zvoku v zraku (angl. airborn sound) ,
v drugem o udarnem zvoku (pohodnem zvoku; angl. impact sound).
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d Prenos obeh vrst zvoka v stavbah dopolnjuje prenos zvoka v stikih konstrukcij (angl. flanking transmition), ki jih imenujemo tudi zvočni mostovi gradbene konstrukcije. (analigno toplotnim mostovom).
Prenos zvoka in hrupa v stavbi in zvočna izolacija stavb
Vrednotenje zvočnih mostov je zahtevno in je ponavadi vključeno v analize širjenja zvoka v zraku in udarnega zvoka s korekcijskimi faktorji.
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Viri zvoka, ki se pogosto spremeni v hrup, so v stavbah zelo različni. Virom zvoka in hrupa v stavbi moramo dodati še hrup, ki se iz okolja prenaša v stavbe.
Zvočno ugodje v stavbah je povezano z:
zagotavljanjem pogojev za prepoznavanje govora in glasbe ter zaščito pred zvokom, ki nas moti pri delu ali počitku ali povzroča začasne oziroma trajne okvare sluha.
Prenos zvoka in hrupa v stavbi in zvočna izolacija stavb
V kolikor ne moremo vplivati na zvočno energijo, ki jo oddaja zvočni vir, moramo zvočno ugodje v stavbi zagotoviti s:
ustrezno zvočno izolirnostjo gradbenih konstrukcij za zvok v zraku;
ustrezno zvočno izolirnostjo gradbenih konstrukcij za udarni zvok ter
premišljenim akustičnim oblikovanjem prostorov.
Vrednosti dovoljene ravni zvočnega tlaka; ki smo jim izpostavljeni v stavbah, so različno moteče v različnih delih dneva.
Ker ravni hrupa v stavbah vrednotimo s časovnim povprečenjem in utežimo s slišno karakteristiko tipa A, jih navajamo z ekvivalentnimi ravnmi zvočnega tlaka v dB(A)
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Zvok, ki se širi po zraku nastaja pri govoru, oddajajo ga naprave. Tako nastaja t.i. “hrup v ozadju” nas moti pri zaznavanju govora sogovornika moti.
Mehanska nihanja gradbenih konstrukcij so lahko tudi posledica hoje, udarcev ali nihanj naprav. Nihanje konstrukcij na površinah v sosednjem prostoru povzroči zvočno valovanje s katerim nastaja zvok v zraku, ki ga zaznamo kot hrup. Raven zvočnega tlaka “hrupa v ozadju” v tem primeru imenujemo raven udarnega zvoka. UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Razumevanje govora pri različnih razdaljah med govorcem in
poslušalcem
Raven zvočnega tlaka Lp dB(A) 2 m 4 m 6 m 10 m
30 dobro dobro dobro dobro 40 dobro dobro dobro dobro 50 dobro mogoče mogoče slabo 60 mogoče slabo slabo težko 70 slabo težko težko težko 80 težko težko težko težko 90 težko težko ni
mogoče ni mogoče
100 težko ni mogoče
ni mogoče
ni mogoče
Vir udarnega hrupa Raven udarnega zvoka L n
(dB)
hoja premikanje pohištva
45 neslišimo
zaznamo
55 zaznam o
slišimo, vendar nas ne moti
65 slišimo, vendar nas ne moti
moteče
75 moteče moteče
Prenos zvoka in hrupa v stavbi in zvočna izolacija stavb
Zvok v zraku
Dovoljene ekvivalentne »A« utežene ravni zvočnega tlaka v bivalnih in delovnih prostorih so opredeljene kot Leq,A,F,dan (6 – 22) in Leq,A,F,noč (22 – 6). Za Leq,A,F,noč navajamo urno vrednosti, ki se nanaša na uro, ko je hrup bil največji.
Vrednosti se povprečijo tudi prostorsko, saj jih merimo se v 3 ali 5 točkah v opremljenem prostoru. Mejne vrednosti, ki nas pri zaznavanju zvoka še ne motijo so opredeljene v Pravilniku o zvočni zaščiti stavb in navedene v Tabeli 1. Poleg ekvivalentnih ravni so omejene tudi največje ravni LA,max. (MOP, RS)
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij
Ko zvočno valovanje v zraku doseže gradbeno konstrukcijo se del zvočne moči prenese tudi skozi konstrukcijo.
Zvočna izolirnost gradbene konstrukcije R za zvok v zraku, ki prehaja iz okolja ali sosednjega prostora v prostor s poslušalcem, je opredeljena z zvočno močjo, ki prihaja na konstrukcijo in prenešeno zvočne močjo:
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Wvpadlo,f
Wodbito,f
W
,f ab
sorb
iran
o
Wprenešeno,f
Indeks f poudarja, da so razmerja pri različnih frekvencah zvočnega valovanja različna!
[ ] vpadlo,f
prenešeno,f
W R 10 log dB
W = ⋅
Pri tem je pomembno, da so vrednosti R zelo različne pri različnih frekvencah f vpadlega zvočnega valovanja. Zvočna izolirnost R je odvisne od lastnosti snovi in geometrije (debeline in velikosti) gradbene konstrukcije skozi katere prehaja zvok.
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Tako ločimo štiri frekvenčna območja v katerih se zvočna izolirnost konstrukcije R značilno spreminja:
področje vpliva upogibne togosti konstrukcije; področje vpliva resonance; področje vpliva mase; področje vpliva koincidence.
Zvo
čna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz)
resonančna frekvenca
fr
kritična frekvenca
fc
vpliv
togo
sti
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
vp
liva
mas
e
podr
očje
ko
inci
denc
e
Upogibna togost gradbene snovi vpliva na nihanje stene, ki je vpeta v predelne in medetažne konstrukcije in je tako neke vrste membrana. Več zvočne energije vpadnega valovanja se zato prenese v sosednji prostor.
λr
fr
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Zvo
čna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz)
resonančna frekvenca
fr
kritična frekvenca
fc
vpliv
togo
sti
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
vp
liva
mas
e
podr
očje
ko
inci
denc
e
Tako nihanje se lahko pojavi, če je debelina stene majhna v primerjavi z valovno dolžino zvočnega valovanja torej pri nizkih frekvencah zvočnega valovanja, običajno pod 100 Hz.
Zvočna izolirnost R stene se zmanjšuje ko se frekvenca zvočnega valovanja, ki »deluje« na konstrukcijo približuje resonančni frekvenci fr (Hz). To je frekvenca zvočnega valovanja, ki povzroči nihanje stene z največjo amplitudo.
40
30
20
10
50
125 Z
vočn
a iz
olir
nost
R (
dB)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000
dvoslojna zasteklitev (3-6-3 mm)
enojna zasteklitev (3mm)
resonančni frekvenci fr
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Zvo
čna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz)
resonančna frekvenca
fr
kritična frekvenca
fc
vpliv
togo
sti
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
vp
liva
mas
e
podr
očje
ko
inci
denc
e
Pri načrtovanju gradbenih konstrukcij moramo zagotoviti, da bo njihova resonančna frekvenca nižja od frekvenc zvočnega valovanja, ki jih povzročamo z govorom (med 100 in 4000 Hz), torej pod 100 Hz. Večina enoslojnih gradbenih konstrukcij ustreza temu. snov fr < 200 Hz
debelina (mm)
beton 85 polna opeka 115 penjen beton 220
Potrebne debeline sten v katerih se resonanca pojavi pri f < 200 Hz
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Zvo
čna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz)
resonančna frekvenca
fr
kritična frekvenca
fc
vpliv
togo
sti
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
vp
liva
mas
e
podr
očje
ko
inci
denc
e
V večslojnih konstrukcijah z zračnim slojem se resonanca lahko pojavi tudi pri zvočnem valovanju v področju govornih frekvenc. ( predelne stene, ki so obložene s tanko oblogo na distančnikih, okenska zasteklitev). Rešitev: fr znižamo z zapolnitvijo zračnega sloja s porozno snovjo (toplotna izolacija iz vlaken z debelino vsaj 10 mm), z zamenjavo zraka med stekli z žlahtnimi plini in neenako debelino obeh zasteklitev.
40
30
20
10
50
125 Z
vočn
a iz
olir
nost
R (
dB)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000
dvoslojna zasteklitev (3-6-3 mm)
enojna zasteklitev (3mm)
resonančni frekvenci fr
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij
Pri višjih frekvencah zvočnega valovanja na prenos zvočne energije preko gradbene konstrukcije vpliva predvsem masa snovi iz katere je zgrajena.
Navajamo s površinsko maso v kg na m 2 površine gradbene kosntrukcije.
Zvočna izolirnost R poveča za 6 dB pri: povečanju frekvence zvočnega valovanja za eno oktavo ali če ob isti frekvenci zvočnega valovanja podvojimo površinsko maso stene.
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
1- teoretična meja, dejansko: a – beton ali mavec, b – les in plošče iz lesnih vlaken, c - steklo
Zvo
čna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz)
resonančna frekvenca
fr
kritična frekvenca
fc
vpliv
togo
sti
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
vp
liva
mas
e
podr
očje
ko
inci
denc
e
30
20
10
40
50
70
80
12,5
Zvo
čna
izol
irno
st R
’w (
dB)
masa na enoto površine (kg/m ) 2
25 50 100 200 6,3 400 800
60 1 f1 2 f . 1
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij
V gradbeni konstrukciji se lahko pojavi tudi vzdolžno valovanje z valovno dolžino λk.
Zvočno valovanje v prostoru vpada na gradbeno konstrukcijo pod zelo različnimi koti. Tako se lahko pojavi primer, ko sta sta valovna dolžina valovanja stene λk in valovna dolžina zvočnega valovanja v ravnini stene λ' enaki.
Zato se nihanje stene okrepi in poveča prenos zvočne energije preko stene poveča. Ta pojav imenujemo koincidenca, področje frekvenc zvočnega valovanja, ki povzročijo bolj ali manj izrazit pojav pa koincidenčno frekvenčno območje.
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij
Pojav je najizrazitejši pri koincidenčni frekvenci vpadlega zvočnega valovanja, ki jo imenujemo tudi kritična frekvenca fc.
Značilnosti gradbenih konstrukcij so, da se koincidenca pojavi pri višjih frekvencah zvočnega valovanja.
V primeru koinsidenčnega pojava se (za razliko od resonančne frekvence fr), kritična frekvenca fc povečuje z zmanjševanjem površinske mase (debeline) snovi.
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Zvo
čna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz)
resonančna frekvenca
fr
kritična frekvenca
fc
vpliv
togo
sti
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
res
onan
ce
podr
očje
vp
liva
mas
e
podr
očje
ko
inci
denc
e
snov fc > 2000 Hz
debelina (mm)
steklo 6 mavčne plošče 18 plošča iz lesnih vlaken
10
Pri manjših debelinah od navedenih se koincidenca valovanja stene in zvočnega valovanja pojavi pri višjih frekvencah, izven frekvenc zvočnega valovanja pri govoru
2
1
0,5
5
10
50
100
125
debe
lina
kons
truk
cije
(m
m)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000 63 4000 8000
500
200
20 3
2
pomembno območje frekvenc pri govoru
Resonančne frekvence fr in kritične frekvence fc : 1-beton, 2 – opeka, 3 – penjen beton; a – steklo, b – mavčno kartonske plošče, c – plošče iz lesnih vlaken.
Načrtovanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij
V praksi pri načrtovanju gradbenih konstrukcij z vidika zaščite pred zvokom oziroma hrupom izhajamo iz kriterijev, ki so ločeno opredeljeni za prenos zvoka v zraku in udarni zvok.
Medtem ko je merilo za zaščito pred zvokom v zraku ovrednotena zvočna izolirnost gradbene konstrukcije Rw,
se pri prenosu udarnega zvoka ocenjuje normalizirana raven zvočnega tlaka Ln, ki jo povzroči prenos zvočne energije po gradbenih konstrukcijah v prostor s poslušalcem.
Zahtevane vrednosti za različne gradbene konstrukcije in namembnosti prostorov navaja »Pravilnik o zvočni zaščiti stavb«.
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Načrtovanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij
Zahtevane zvočne izolirnosti za različne gradbene konstrukcije in namembnosti prostorov navaja »Pravilnik o zvočni zaščiti stavb«.
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w) UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Zvočno izolirnost gradbenih konstrukcij lahko določamo z numeričnimi modeli ali s preskusi. Preskus v laboratoriju poteka tako, da konstrukcijo vgradimo med dva prostora. V enem od prostorov je vir zvoka, ki ustvarja raven zvočnega tlaka L1, v drugem merimo raven zvočnega tlaka L2.
Pri laboratorijskih preskusih lahko vgradimo preskušano gradbeno konstrukcijo med prostora tako, da se zvočna energija med prostoroma prenaša zgolj preko preskušane konstrukcije in ne tudi po stenah prostorov. Poleg tega je prostor v katerem sprejemamo zvok odmevnica.
R L1 L2
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w) UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Zvočna izolirnost gradbene konstrukcije R (dB) merjena v laboratoriju je enaka:
Ravni zvočnega tlaka L1 in L2 merimo pri različnih vendar diskretnih frekvencah zvočnega valovanja. V Sloveniji predpisujemo meritve v terčnih frekvenčnih območjih; celotno frekvenčno območje pri preskusih običajno je med 100 in 3150 Hz.
Primer v laboratoriju izmerjene zvočne izolirnosti R za enojno in dvoslojno zasteklite.
[ ] 1 2 R L L dB = − w=?
40
30
20
10
50
125 Zv
očna
izol
irno
st R
(dB
)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000
dvoslojna zasteklitev Rw=30dB
(3-6-3 mm)
enojna zasteklitev Rw=30dB (3mm)
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w) UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Prenos zvoka v zraku pa je v resničnih stavbah je nekoliko drugačen kot pri laboratorijskih pogojih.
Zvok se namreč prenaša tudi preko drugih sten v prostoru. Zato izolirnost gradbenih konstrukcij sicer določamo na podoben način kot v laboratorijih, toda ob realnih načinih vgradnje konstrukcij in ob upoštevanju resničnih zvočnih značilnosti sprejemnega prostorov. Ti so ponavadi opremljeni. Take meritve imenujemo “in-situ”. Zvočno izolirnost izmerjeno “in- situ” navajamo z oznako R’ (dB) (angl. apparent sound reduction index).
R’ L1 L2
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w) UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Pri vrednotenju zvočne izolirnosti R’ upoštevamo, da se raven zvočnega tlaka L2 v sprejemnem prostoru zniža zaradi absorpcije zvoka v stenah prostora.
Količina absorbirane zvočne energije je odvisna od površine stene za katero ugotavljamo zvočno izolirnost So (m 2 ), ekvivalentne absorpcijske površine preostalih sten A (Σαi.Si v m 2 ) v sprejemnem prostoru. In-situ zvočno izolirnost R’ določimo s korekcijo izmerjene ravni zvočnega tlaka L2:
Tudi v tem primeru ravni zvočnega tlaka L1 in L2 merimo v terčnih frekvenčnih območjih med 100 in 3150 Hz.
[ ] o 1 2
S R ' L L 10 log dB
A = − + ⋅
w=?
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w) UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Za enostavnejšo oceno zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij po dogovoru navajamo le eno vrednost R’, ki jo označimo z R’w in jo imenujemo ovrednotena zvočna izolirnost gradbene konstrukcije za zvok v zraku
Kako jo določimo?
40
30
20
10
50
60
70
80
125
Zvo
čna
izol
irno
st (
dB)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000
N
R’
Izmerjene vrednosti R’ v terčnih frekvenčnih območjih primerjamo z referenčno krivuljo zvočne izolirnost N. (Navaja frekvenčno odvisen potek potrebne zvočne izolirnosti pred zvokom v zraku in sledi A uteženi krivulji ravni zvočnega tlaka)
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w) UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
referenčno krivuljo zvočne izolirnosti N premikamo po 1 dB proti krivulji izmerjenih zvočnih izolirnosti R’ in za vsako terčno frekvenčno območje izračunamo ter seštejemo razliko v dB med njima (∆n=R’-N); seštevamo pa le razlike ko je R’ nižje od N, torej je razlika v dB negativna
zadnji premik referenčne krivulje N, preden seštevek negativnih razlik postane manjši od - 32 dB, opredeljuje končen položaj referenčne krivulje zvočne izolativnosti N’
pri frekvenci 500 Hz odčitamo zvočno izolativnost N’ – to je tudi podatek o ovrednoteni zvočni izolativnosti gradbene konstrukcije za zvok v zraku, označimo jo z R’w.
40
30
20
10
50
60
70
80
125
Zvoč
na iz
olir
nost
(dB)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000
N
R’ N’ 3 7 4 4 3 2 3 5
40
30
20
10
50
60
70
80
125
Zvo
čna
izol
irno
st (
dB)
frekvenca (Hz) 250 500 1000 2000
N’ R’w R’
Določanje zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij za zvok v zraku (R, R’ in R’w)
Pri tem velja: višja ko je vrednost R’w boljšo zaščito pred zvokom v zraku omogoča gradbena konstrukcija. Gradbena konstrukcija mora imeti R’w večji od zahtevane zvočne izolirnosti !
R’ (dB)
R’w (dB)
Gradbena kosntrukcija
125 Hz
250 Hz
500 Hz
1000 Hz
2000 Hz
4000 Hz
suhomontažn akonstrukcija 2 x 13mm mavčnokartonska plošča na lesenih nosilcih
17 31 33 40 38 36 33
suhomontažn akonstrukcija 2 x 13mm mavčnokartonska plošča na lesenih nosilcih s 50mm vlaknaste toplotne izolacije
15 30 34 44 46 41 37
suhomontažn akonstrukcija 2 x 26mm mavčnokartonska plošča na lesenih nosilcih
25 34 41 51 48 50 41
suhomontažn akonstrukcija 2 x 13mm mavčnokartonska plošča na prožnih nosilcih brez zvpčnega mostu
23 28 39 46 54 44 39
suhomontažn akonstrukcija 2 x 13mm mavčnokartonska plošča na prožnih nosilcih brez zvpčnega mostu in s 50 mm vlaknaste toplotne izolacije
29 38 45 52 58 50 48
suhomontažn akonstrukcija 2 x 13mm mavčnokartonska plošča s kovinskimi nosilcih
22 27 43 47 37 46 39
13mm suhomontažnega zidu na kovinskih nosilcih z 51mm izolacije
26 41 52 54 45 51 45
200 mm . betonska stena 36 44 50 54 58 56 53 100 mm opečna stena 32 34 40 47 55 61 45 44mm debela votla lesena vrata 14 19 23 18 17 21 19 44mm debela masivna lesena vrata 29 31 31 31 39 43 34
konstrukcija R’w (dB)
stena med prosotroma za umsko delom
44
stena med stanovanjema
52
stena med stanovanjem in
parkiriščem
stena med stanovanjem in hrupno
strojnico
57
stena med stanovanjem in
hrupnim gostinskim lokalom
62
medetažna konstrukcija med
stanovanjema
52
medetažna konstrukcija med stanovanjem in
poslovnim prosotrom
57
medetažna konstrukcija med stanovanjem in
gostinskim lokalom
62 Minimalne zvočne izolirnosti, kot jih
predpisuje Pravilnik o zvočni zaščiti stavb
Določanje zvočne izolirnosti zasteklitev za zvok v zraku (R, R’ in R’w)
Za nekatere gradbene konstrukcije kot so na primer vrata ali okna je značilno, da proizvajalci navajajo na osnovi laboratorijsko izmerjenih vrednosti njihove ovrednotene zvočne izolirnosti za zvok v zraku Rw. Predpisane vrednosti Rw navajata Pravilnik o zvočni zaščiti stavb (za vrata) in Uredba o hrupu v naravnem in življenjskem okolju (za okna). Ob tem so navedene tudi minimalne ovrednotene zvočne izolirnosti za zvok v zraku R’w
element Rw (dB)
R’w (dB)
vhodna vrata v stanovanje s
predprostorom
27 32
vhodna vrata v stanovanje z vstopom v
bivalni prostor
37 42
okna in balkonsta vrata
(pri ravni hrupa v okolju
Leq,A,F,dan 65 dB(A))
30 32
okna in balkonsta vrata
(pri ravni hrupa v okolju
Leq,A,F,dan 75 dB(A))
40 42
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Zunanje stene, balkonska vrata in okna ščitijo bivalne in delovne prostore pred komunalnim hrupom.
Ta se glede na spekter zvoka bistveno razlikuje od “belega” ali “pink” šuma, ki se uporabljata pri laboratorijskem in in-situ preskusih zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij.
Zato sta bila uvedena korekcija faktorja ali popravka hrupa v ozadju Ch in hrupa, ki ga povzroča cestni promet (angl. trafic) Ctr.
S tema koeficientoma korigiramo (zmanjšamo) laboratorijsko ovrednoteno zvočno izolirnosti za zvok v zraku Rw, ki jo sedaj zapišemo kot Rw(Ch,Ctr). Sta konstrukcijski lastnosti gradbenih konstrukcij, njuna vrednost pa je negativna (zmanjšamo Rw!).
Tipične vrednosti popravka Ch so med 0 in -2 dB, popravka Ctr pa -2 do -7 dB.
Določanje zvočne izolirnosti zasteklitev za zvok v zraku (R, R’ in R’w)
R’ (dB)
R’w (Ch,Ctr)
(dB)
Zasteklitev
125 Hz
250 Hz
500 Hz
1000 Hz
2000 Hz
4000 Hz
enojno steklo 4 mm 17 20 26 32 33 26 29 (-2, -3)
enojno steklo 6 mm 18 23 30 35 27 32 31 (-2, -3)
enojno steklo 10 mm 23 26 32 31 32 39 33 (-2, -3)
dvojna zasteklitev 4 mm / (6-16) mm / 4 mm
21 17 25 35 37 31 29 (-1, -3)
dvojna zasteklitev 8 mm / (6-16) mm / 6 mm
20 21 33 40 36 48 35 (-1, -6)
troslojna zasteklitev 4 mm / 16mm / 4 mm / 16 mm/ 4 mm
35 (-2, -4)
dvojna zasteklitev, lepljeno steklo 10 mm / 12 mm / 8,8mm laminirano
42 (-2, -5)
Dvojna fasada Lamelna fasada Škatlasta fasada
fr
fc Po letu 2005 ni več dovoljeno , toplo- gredni plin
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Primer: Ovrednotena zvočna izolirnost dvoslojne zasteklitve (4-8-4) Rw je 30(-1,-3) dB in zvočno zaščite zasteklitve (6-16-8,4) Rw 41(-2-7) dB. Katero zasteklitev lahko vgradimo v okna stavbe, ki je v okolju z ravnjo hrupa Leq,A,F,dan 65 dB(A)?
element Rw (dB)
R’w (dB)
vhodna vrata v stanovanje s
predprostorom
27 32
vhodna vrata v stanovanje z vstopom v
bivalni prostor
37 42
okna in balkonsta vrata
(pri ravni hrupa v okolju
Leq,A,F,dan 65 dB(A))
30 32
okna in balkonsta vrata
(pri ravni hrupa v okolju
Leq,A,F,dan 75 dB(A))
40 42
[ ] [ ] 1,w,r 2,w,r R' 30 1 3 26 dB R ' 41 2 7 32 dB = − − = = − − =
Opomba: Indeks r navaja, da gre za računsko vrednost
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Z izmerjenima ravnema zvočnega tlaka v prostoru z virom zvoka L1 in prostoru s poslušalcem L2 lahko določimo tudi standardizirano zvočno zaščito Dn,T, ki jo zagotavlja gradbena konstrukcija. Opredeljena je z izrazom:
R’ L1 L2
[ ] 60
60 n,T 1 2
o
T D L L 10 log dB
T
= − + ⋅
V tem primeru izvedemo korekcijo absorpcije zvočne energije v prostoru s poslušalcem tako, da primerjamo dejanski odmevni čas prostora T60 s referenčnim odmevnim časom T60,o. Za manjše prostore je ta 0,5 sekund
Za nekatere gradbene konstrukcije Pravilnik o… navaja zahtevane standardizirane zvočne zaščite Dn,T,w (na primer standardizirana zvočna zaščita med bivalnim delom hotelske sobe in hodnikom mora biti Dn,T,w > 45 dB;
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Potrebno standardizirana zvočna zaščita gradbene konstrukcije lahko na primer izračunamo kot razliko med ekvivalentno ravnjo hrupa ob fasadi Leq,1 in mejno vrednostjo ekvivalentne ravni zvočnega tlaka v prostoru Leq,2 in s korekcijskim faktorjem C določimo tudi potrebno zvočno izolirnost konstrukcije R'w.
[ ] n,T,w eq,1 eq,2 D L L dB = − Opomba:v primeru, ko hrup v okolju vsebuje poudarjene tone, povečamo Dn,T,w za 5 dB!
[ ] n,T,w R'w D C dB = + R’w = potrebna ovrednotena zvočna izolirnost gradbene konstrukcije !
Korekcijski faktor C določimo z upoštevanjem Sabivove enačbe. S površina gradbene konstrukcije za katero določamo zvočno izolirnost R’ v (m2), V prostornina prostora (m3) in referenčni odmevni časi T60,0 (s)
( ) 60 ,o S T C 10 log dB
0,163 V
⋅ = ⋅
⋅
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Primer: Določite potrebno ovrednoteno zvočno izolirnost zunanjega zidu R’w s površino 12 m 2 . Ekvivalentna raven hrupa v okolju Leq.A,F je 65 dB in vsebuje poudarjene tone. Dovoljena ekvivalentna raven zvočnega tlaka Leq,A,F v prostoru pa 30 dB. Prostornina prostora je 200 m 3 . Odmevni čas prostora T60 je 0,7 sekunde. Ugotovite ali bo konstrukcija z R’w (0, -6) 45 dB primerna z vidika zvočne izolativnosti!
Minimalna potrebna računska zvočna izolirnost konstrukcije je enaka (upoštevamo, da hrup v okolju vsebuje poudarjene tone:
Pri izbiri gradbene konstrukcije upoštevamo tudi popravek zaradi hrupa v ozadju Ch in specifičnih frekvenc hrupa prometa Ctr:
Minimalna ovrednotena zvočna izolirnost za zvok v zraku gradbene konstrukcije mora biti vsaj 41 dB.
( ) 60 ,o S T 12 0,7 C 10 log 10 log 5,8 dB
0,163 V 0,163 200
⋅ ⋅ = ⋅ = ⋅ = − ⋅ ⋅
[ ] n,T,w eq,1 eq,2 R'w,r D C L L 5 5,8 65 30 5 5,8 34,2 35 dB = + = − + − = − + − = →
[ ] tr h R'w R'w,r C C R'w 34,2 0 ( )6 40,2 41 dB = − − → = − − − = →
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Potrebno standardizirana zvočna zaščita gradbene konstrukcije lahko na primer izračunamo kot razliko med ekvivalentno ravnjo hrupa ob fasadi Leq,1 in mejno vrednostjo ekvivalentne ravni zvočnega tlaka v prostoru Leq,2 in s korekcijskim faktorjem C določimo tudi potrebno zvočno izolirnost konstrukcije R'w.
[ ] n,T,w eq,1 eq,2 D L L dB = − Opomba:v primeru, ko hrup v okolju vsebuje poudarjene tone, povečamo Dn,T,w za 5 dB!
[ ] n,T,w R'w D C dB = + R’w = potrebna ovrednotena zvočna izolirnost gradbene konstrukcije !
Korekcijski faktor C določimo z upoštevanjem Sabivove enačbe. S površina gradbene konstrukcije za katero določamo zvočno izolirnost R’ v (m 2 ), V prostornina prostora (m 3 ) in referenčni odmevni časi T 60,0 (s)
( ) 60 ,o S T C 10 log dB
0,163 V
⋅ = ⋅
⋅
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za udarni zvok (L’n in L’n,w)
Določanje ravni udarnega zvoka gradbenih konstrukcij (L’n, L’n,w) Lastnosti gradbenih konstrukcij pri prenosu udarnega zvoka vrednotimo drugače kot lastnosti gradbenih konstrukcij pri prenosu zvoka v zraku. Razlog je, da udarni zvok generiramo s standardiziranim virom udarnega zvoka in zato raven zvočnega tlaka L1 ne moremo izmeriti. To je naprava (tapping machine) s petimi kladivci z maso 0,5 kg, ki v časovnih presledkih 100 ms udarjajo na gradbeno konstrukcijo.
L2
Zato lahko izmerimo le raven zvočnega tlaka v sprejemnem prostoru L2 (dB). Na osnovi L2 (v terčnih frekvenčnih območjih) izračunamo normalizirano raven udarnega zvoka L’n. Pri tem upoštevamo, da se del zvočne energije, ki se po gradbenih konstrukcijah prenaša iz prostora z virom udarnega zvoka v sprejemnem prostoru absorbira. Merilo je ekvivalentna absorbcijska površina A (m2) po Sabinu Normalizirano raven udarnega zvoka L’n določimo z izrazom:
Za enostavnejšo oceno prenosa udarnega zvoka po konstrukcijah po dogovoru navajamo le eno vrednost L’n , ki jo po dogovoru označimo z L’n,w in imenujemo ovrednotena normalizirana raven udarnega zvoka (dB).
[ ] n 2 o
A L' L 10 log dB
A
= + ⋅
A je ekvivalentna absorpcijska površina (po Sabinu; (Σαi.Ai) v m 2 , Ao pa referenčna ekvivalentna absorpcijska površina enaka 10 m 2
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za udarni zvok (L’n in L’n,w)
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
izmerjene vrednosti normaliziranih zvočnih ravni udarnega zvoka L’n v terčnih frekvenčnih območjih primerjamo z referenčno krivuljo ravni udarnega zvoka N. Ta navaja frekvenčno odvisne vrednosti še sprejemljive ravni udarnega zvoka
referenčno krivuljo ravni udarnega zvoka N premikamo po 1 dB proti krivulji izmerjenih ravni udarneag zvoka L’n in za vsako terčno frekvenčno območje izračunamo in seštevamo razliko v dB med njima; seštevamo pa le tiste razlike ko je N’ nižja od L’n;
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za udarni zvok (L’n in L’n,w)
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Zadnji premik, preden seštevek razlik postane manjši od - 32 dB opredeljuje končno premaknjeno referenčno krivuljo ravni udarnega zvoka N’
pri frekvenci 500 Hz odčitamo raven udarnega zvoka na krivulji N’ – to je tudi podatek o ovrednoteni normalizirano raven udarnega zvoka gradbene konstrukcije, označimo jo z L’n,w.
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za udarni zvok (L’n in L’n,w)
Pri tem velja: nižja ko je vrednost L’n,w boljšo zaščito pred udarnim zvokom omogoča gradbena konstrukcija. Gradbena konstrukcija mora imeti L’n,w nižji od zahtevane zvočne izolirnosti !
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Ker se mehansko valovanje prenaša v togih, masivnih gradbenih konstrukcijah z zelo majhnimi izgubami energije, je najučinkovitejši način izolacije pred udarnim zvokom ločevanje nosilne gradbene konstrukcije od virov udarnega zvoka. Osnovna načela so:
namestitev elastične obloge vgradnja mehke snovi med nosilno konstrukcijo in talno oblogo (»plavajoči pod«) spuščen strop v sosednjem prostoru spuščen strop v sosednjem prostoru z oblogo mehke snovi, ki je absorber zvoka
Izboljšanje zvočne izolirnost gradbenih konstrukcij za udarni zvok
UNI L
J, FA
, Gra
dben
a fiz
ika;
pro
f. Sa
šo M
edve
d
Učinek ukrepa za zmanjšanje zvočne ravni udarnega zvoka merimo z izolativnostjo udarnega zvoka ∆Lw,obloge podne obloge.
V praksi najprej določimo ovrednoteno normalizirano raven udarnega zvoka L'n,w osnovne medetažne konstrukcije in jo zmanjšamo za izolirnostjo pred udarnim zvokom obloge ∆Lw,obloge. Za betonsko medetažno konstrukcijo so vrednosti L'n,w:
Izboljšanje zvočne izolirnost gradbenih konstrukcij za udarni zvok Zmanjšanje ravni udarnega zvoka/ obloga medetažne plošče
∆Lw (dBA)
PVC obloga (2 mm) 5 PVC obloga s filcem (3 mm)
15
Guma (2,5 mm) 10 Guma (5 mm) 24 Tepih, naravna vlakna 20 Iglan tepih 25 Les na betonski plošči 16 Ladijski pod na foliji iz vlaknastih snovi (mineralna ali kokosova vlakna) (5 mm)
24
Lamelni parket na pluti (20 mm)
6
Lamelni parket na plošči iz lesnih vlaken
16
Lamelni parket na plošči iz lesnih vlaken (20 mm) in foliji iz vlaknastih snovi (5 mm)
28
Plavajoči pod - cementni estrih na plošči iz lesnih vlaken (12 mm)
15
Plavajoči pod - cementni estrih na polistirenu (10 mm)
26
Plavajoči pod - cementni estrih na ploščah iz kokosovih vlaken (8 mm / 14 mm)
1622
Plavajoči pod - cementni estrih na ploščah iz mineralne volne (15 mm)
31
Plavajoči pod –asfaltni estrih na ploščah iz lesnih vlaken (20 mm)
20
debelina betonske medetažne konstrukcije
(mm)
L’n,w (dB)
100 78 150 75 200 70 250 67 300 65
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Ker se tudi v primeru prenosa udarnega zvoka del zvočne energije absorbira v prostoru, to upoštevamo s korekcijskim faktorjem B.
Določimo ga s pomočjo Sabinove enačbe za izračun odmevnega časa ob upoštevanju referenčnega odmevnega časa prostora T60,o z izrazom:
Ovrednoteno normalizirano raven udarnega zvoka L'n,w v prostoru s poslušalcem mora biti nižja od navedene v Pravilniku o zvočni izolaciji stavb:
( ) ( ) 60 ,o T B 10 log V 10 log dB
0,0163
= ⋅ − ⋅
[ ] n,w,max n,w w,oblog e L' L' L B dB ≤ − ∆ +
konstrukcija L’n,w,max (dB)
medetažna konstrukcija med
stanovanjema
52
medetažna konstrukcija med stanovanjem in
poslovnim prosotrom
57
medetažna konstrukcija med stanovanjem in
gostinskim lokalom
62
Zvočna izolirnost gradbenih konstrukcij za zvok v zraku iz zunanjega okolja
Primer: Ugotovite ali medetažna betonska plošča debeline 200 mm s cementnim estrihom na plošči iz mineralnih vlaken (∆Lw,obloge = 31 dB) med stanovanjema v prostoru s prostornino V 90 m 3 ustreza zahtevam o največji dovoljeni ovrednotenih normaliziranih ravni udarnega zvoka. Ta znaša 52 dB. Referenčni odmevni čas T60,0 je enak 0,5 (s) in korekcijski faktor prostora B:
Torej je zasnova konstrukcije ustrezna!
( ) ( ) ( ) 60 ,o T 0,5 B 10 log V 10 log 10 log 90 10 log 4,7 dB
0,0163 0,0163
= ⋅ − ⋅ = ⋅ − ⋅ =
[ ] n,w,max L' 52 70 31 4,7 43,7 dB = ≤ − + =
Kako se prenaša zvok med prostori v stavbi ?
S katerimi veličinami so ovrednotene zvočne izolirnosti gradbenih konstrukcij v stavbah ?
Kaj vpliva na prenos zvočne energije z zvokom v zraku preko gradbene konstrukcije ?
Pojasnite kaj navajajo veličine R, R’ in R’w !
Kako določimo R’w gradbene konstrukcije ?
Kako preverimo ali konstrukcija ustreza glede zvočne zaščite pred komunalnih hrupom?
Kako ovrednotimo zaščito gradbene konstrukcije pred udarnim zvokom?
Kaj je in kako določimo L’n,w in kako zmanjšamo prehod udarnega zvoka med prostori ? UN
I LJ,
FA, G
radb
ena
fizik
a; p
rof.
Sašo
Med
ved
Mogoča izpitna vprašanja
Recommended