1. Uvod
U istraživanju će se prikazati objektivno terensko mjerenje zvučne izolacije u novoizgrađenoj stambeno-poslovnoj građevini, ulica M. Belušića na lokaciji k. č. 2259/3 k. o. Pazin. Ispitat će se utjecaj zračnih i udarnih zvučnih valova na kvalitetu zvučne izolacije. Dobiveni podaci usporedit će se s propisanim podacima prema Pravilniku o dopuštenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave (NN br. 145/04). U slučaju da izmjereni podaci prelaze dozvoljene granične vrijednosti, predložit ćemo mjere poboljšanja kojima se buka može smanjiti na dopuštenu razinu.
Buka predstavlja svaki neželjeni zvuk, a mjeri razinu zvučnog tlaka (Lp) koja predstavlja odnos izmjerenog tlaka (p) i tlaka koji predstavlja prag čujnosti kod ljudi (p0= 20 μPa),(1).
Zvuk se u zraku širi zbog poremećaja koji može biti pomak čestica, gustoće, tlaka ili temperature malog dijela medija (Sever, 2007:41). Valovi se kroz krute, tekuće i plinovite medije rasprostiru longitudinalno, a kroz krute i tekuće medije transverzalno. Pri longitudinalnom rasprostiranju čestice titraju u smjeru širenja vala, dok kod transverzalnog gibanja čestice titraju okomito na smjer širenja vala.
Prema tome, razlikujemo tri uzroka nastanka buke (Jelaković 1978:219):
zračna buka, koja nastaje u prostoriji u kojoj smeta (longitudinalni valovi nastali širenjem zvučnih tlakova kroz zrak, npr. govor ili glazba);
zračna buka, koja se prenosi izvana ili iz druge prostorije u prostoriju u kojoj smeta;
vibracijska (strukturna) buka, koja se u prostoriju u kojoj smeta prenosi preko građevinskih konstrukcija, tj. širenjem zvučnih valova (longitudinalno i transverzalno) kroz čvrste materijale, građevinske elemente.
Udarni zvučni valovi koji se koriste za određivanje udarne zvučne izolacije u ovome istraživanju spadaju pod vibracijsku (strukturnu) buku.
Kada zvuk titra u zraku i prenosi se na određenu udaljenost ovisno o razini zvučnog intenziteta te razini zvučne snage stvara se slobodno zvučno polje. To vrijedi između prometnice i zgrade gdje se buka širi približno kao slobodno zvučno polje, međutim kod nailaska na prepreku dolazi do refleksije a kod prostorija u zgradi nastaju višestruke refleksije. Prema tome, sama sloboda zvučnog polja (Q) ovisi o faktoru usmjerenosti izvora koji može biti u zraku slobodan, na tlu (1 ravnina) omeđen s 2 ravnine ili u kutu omeđenom s tri ravnine. Razina buke u slobodnom zvučnom polju (Lp(r)) ovisi o udaljenosti izvora (r) do točke u kojoj se razina zvučnog tlaka mjeri(2) (Sever, 2007:51).
Kada naiđe na prepreku zvuk se prenosi njome, tako da, ovisno o mediju prepreke, pri prolazu dolazi do određenog smanjenja razine zvučnog tlaka (prigušenja, srednja vrijednost indeksa zvučne izolacije Rw, (3)). Kod srednje razine zvučne izolacije promatra se promjena razine zvučnog tlaka u predajnoj (L1) i prijamnoj prostoriji (L2) te vrijeme odjeka koje ovisi o površini pregradnog zida (S) i apsorpcijske površine (Ar).
Dakle, određena energija vala dijelom prolazi kroz zid dijelom ostaje u zidu i dijelom se reflektira u npr. zid i izlazi iz zida natrag u zrak (slika 1). Osim toga, prenosi se i preko ventilacije, poda, stropa i bočnih zidova. Svakako treba uzeti u obzir i smanjenje buke zbog udaljenosti od prepreke. U ovome radu ispituje se upravo to, neželjeni zvukovi koji ulaze ili izlaze iz stambenih ili poslovnih prostora. Neželjeni zvukovi u ovome istraživanju uzrokovani su najviše prometnicom koja se nalazi do novoizrađene zgrade koju se ispituje. No pad predmeta, udarac čekića, izvođenje radova pomoću raznih pila i bušilica proizvodi visoke razine zvučnog tlaka koje se šire duž zgrade. Stoga je i važna zvučna izolacija pregradnim zidovima i dodatnim medijima koji mogu pomoći da se smanji razina buke koja se prenosi (npr. kamena vuna, staklena vuna, različite spužve i slično).
Prema tome, moguće je okvirno predvidjeti srednje zvučno prigušenje pomoću izraza(4) (Jelaković,1978:230):
gdje m ima značenje plošne mase (m = r ∙d), gdje je r gustoća (kg/m3) a d debljina (m)pregrade.
Kao primjer iz izraza(4) izračunato je prosječno smanjenje zvuka kod nekoliko građevinskih materijala, a dobiveni rezultati prikazani su utablici 1.
Izvor: Modificirano premaJelaković (1978.) ihttp://personal.cityu.edu.hk/~bsapplec/sound4.htm
2. OSJET ZVUKA I DOPUŠTENE RAZINE BUKE
Osjet zvuka ovisi o intenzitetu zvuka, frekvenciji, vremenu izloženosti te osobnoj osjetljivosti čovjeka. Ovisno o čovjekovom okruženju različite su i razine izloženosti buci, tako je npr. uobičajena buka u uredu 50 dB, prometna buka oko 80 dB, a buka u diskotekama doseže čak visokih 110 dB. Prema tome izdana je opća klasifikacija razina buke s obzirom na djelovanje na čovjeka (Radanović, 1999:19):
Do 60 dB(A) - područje samo psihološkog djelovanja.
Od 60 do 90 dB(A) - područje ozbiljnih psiholoških kao i neurovegetativnih smetnji.
Iznad 90 dB(A) - područje oštećenja sluha.
Iznad 120 dB(A) - područje akutnog oštećenja sluha.
Buka na čovjeka može djelovati auralno i ekstraauralno. Auralno djelovanje je na sam organ sluha, a ekstrauralno je djelovanje na cijeli čovjekov organizam. Svakako čovjek čuje pomoću organa uha koje se sastoji od vanjskog, srednjeg i unutarnjeg uha. No ono što se neprimjetno oštećuje je unutarnje uho u kojemu je smješten Cortijev organ koji omogućava da se zamjećuju frekvencije od 16 do 16 000 Hz slanjem električnih impulsa u mozak. Sam Cortijev organ sastoji se od niza dlačica, tj. cilijarnih stanica koje omogućuju da se pojedine frekvencije primjećuju. Nažalost gubitak cilijarnih stanica događa se postepeno pri izloženosti višim razinama zvučnoga tlaka (> 75 dB prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji), a nakon gubitka se ne regeneriraju.
Ovisno o vremenu izlaganja buci propisana je prema ISO 1999:1990, točka 3.6. Propisana dnevna razina izloženosti buci (LEX, 8h) (dB(A) re. 20 µPa).
Za istraživanje nam je potreban Pravilnik o najvišim dopuštenim razinama buke u sredini u kojoj ljudi rade i borave te on propisuje sljedeće razine (Zakon o zaštiti od buke (NN 30/09)):
donja upozoravajuća granica, LEX,8h = 80 dB (A).
gornja upozoravajuća granica, LEX,8h= 85 dB (A)
granična vrijednost izloženosti, LEX,8h= 87 dB (A).
Posljedice izlaganja razinama zvučnih tlakovima iznad 85 dB u 8 radnih sati mogu biti sljedeće smetnje:
Tinitus (subjektivni tinitus - šum u uhu koji predstavlja osjet zvuka bez zvučnog podražaja, postoji i objektivni tinitus koji može biti uzrokovan bolestima krvožilnog sustava).
Poremećaj sna (uzrokovan povišenim pragom čujnosti koji traje i nakon prestanaka zvučnog podražaja).
Narušena koncentracija (povišeni krvni tlak).
Nervoza (nesposobnosti u komunikaciji i grešaka pri radu zbog krivog prenošenje informacija
Pri gornjoj i graničnoj vrijednosti izloženosti obavezno je korištenje OZO5 Akronim za „osobnu zaštitnu opremu“., (Horvat, Regent, 2009:98). Isti pravilnik propisuje najviše dopuštene ocjenske razine u otvorenom prostoru. Za naš primjer bitna je točka 3. iztablice 2, koja propisuje LRaeq = 55 dB za dan i LRaeq = 45 dB za noć za zonu mješovite, pretežito stambene namjene.
Izvor: NN br. 145/04
Buka znatno djeluje na koncentraciju; ovisno o vrsti posla potrebna je veća ili manja koncentracija. Za stambene i poslovne prostore bitan je rad koji zahtijeva često komuniciranje govorom koji propisuje LA,eq= 50 dB.
3. ZAŠTITA OD BUKE
Zaštita od buke dijeli se na aktivne i pasivne mjere zaštite. Aktivnim mjerama smatraju se sve one mjere već poduzete u samom projektiranju i izgradnji zgrade, a pasivne mjere su osobna zaštitna oprema, kao što su čepići za uši, štitnici za uši, semiauralni štitnici i slično.
Tema ovog rada bazira se na zvučnoj izolaciji. To je svojstvo građevinske konstrukcije da onemogući prijenos zvučne energije iz jedne prostorije u drugu. Dakle, građevina bi trebala biti tako konstruirana da sa svojom konstrukcijom i sa svom tehnologijom u sebi smanjuje prijenos buke te omogućuje nesmetani čovjekov rad i svakodnevnicu. Dobra zvučna izolacija postavlja se već od temelja, stropa i susjednih zidova. Za međukatne konstrukcije najčešće se koristi plivajući pod1, za zidove kamena vuna2. Što su materijali teži to oni teže provode zvuk, zato su beton i cigla odlični izolatori. Također se preporučuju dvostruko, čak i trostruko ostakljeni prozori, te teška i masivna vrata kako bi cijeli sustav dobro brtvio i zvuk ne bi „curio'' izvana unutra.
Osim zvučne izolacije također postoje apsorberi koji se mogu postavljati na podove i stropove kako bi smanjili razinu reflektiranog zvuka. Kada zvuk naiđe na prepreku dio energije se reflektira, prijeđe kroz prepreku ili pretvori u toplinu. Refleksija zvuka postoji najčešće u velikim praznim prostorima, halama. Zvuk se u tim slučajevima konstantno odbija o zidove, strop i pod. Postoje porozni, membranski i rezonantni apsorberi kojima je to moguće smanjiti. Porozni su uglavnom spužvasti te se zvuk gubi u njihovoj teksturi. Membranski su uglavnom čvrste ploče, a rezonantni su šupljikave ploče te provode zrak kroz rupice.
4. ISPITIVANJE ZVUČNE IZOLACIJE NA NOVOIZGRAĐENOJ ZGRADI
U radu će se provesti ispitivanje zračne zvučne i udarne buke u stambeno-poslovnoj građevini, u ulici M. Belušića na lokaciji k. č. 2259/3 k. o., Pazin (slika 2). Ispitivana građevina sastoji se od prizemlja u kojemu će biti smješteni poslovni prostori uredskog tipa, buka maksimalno do 50 dB, te tri kata stambenih prostora. Građevina se nalazi uz glavnu prometnicu pored benzinske pumpe, nasuprot autobusnog kolodvora. Prometna buka u najvišim točkama jedva doseže 70 dB. Pri istraživanju koristile su se dvije metode. Primarna metoda istraživanja je ispitivanje zračne zvučne izolacije, a sekundarna je ispitivanje udarne zvučne izolacije.
Ispitivanje je provedeno s ciljem zaštite na radu te radi tehničkog pregleda ispravnosti novoizgrađene zgrade. Mjerenja trebaju zadovoljiti zahtjeve norme HRN U.J6.201.
One su prikazane utablici 3.
Izvor: ZZJZIŽ, RN-ZZI-UZI-19/15, Izvještaj o ispitivanju zračne i udarne zvučne izolacije
Prvi način mjerenja vrši se tako da se izvor zvuka postavlja u predajnu prostoriju, generira se šum na pojačalu te se zvukomjerom mjeri razina buke u tom prostoru. Nakon toga izvor zvuka ostaje u istoj prostoriji (predajnoj), no zvuk se mjeri u drugoj (prijamnoj) prostoriji. Kada su izvršena oba mjerenja, mjeri se još vrijeme odjeka u prijamnoj prostoriji kao i razina pozadinske buke te geometrija navedenih prostorija i ispitne pregrade. Što je veća razlika razina to je bolja izolacija. Naravno, razina u prijamnoj prostoriji puno je manja od predajne.
Drugi način mjerenja izolacije vrši se pomoću toptalice. Ona se postavlja u predajnu prostoriju, te se ovoga puta zvuk mjeri samo u prijamnoj sobi. Rezultat mjerenja pokazuje nam kolika je zvučna izolacija, primjerice, međukatne konstrukcije (pod ili strop) prostorije.
Osnovni mjerni instrument pomoću kojeg se provodilo ispitivanje zvučne izolacije je prijenosni modularni programibilni analizator zvuka tip 2250 proizvođača Brüel & Kjaer s pripadajućim baznim softverima; softver omogućuje mjerenje, pohranjivanje te analizu podataka;slika 3.
Izvor zvuka je uređaj za generiranje izvora zvuka,slika 4. Koristi se u kombinaciji sa zvukomjerom i sastoji se od 12 zvučnika koji su tako postavljeni da šire zvuk u svim smjerovima jednako.
Za ispitivanje udarne zvučne izolacije koristila se toptalica u kombinaciji sa zvukomjerom. Toptalica je uređaj koji proizvodi udarni zvuk,slika 5. Uređaj je robustan ali prijenosan i ima daljinski upravljač. Izvor udarnog zvuka sastoji se od pet metalnih čekića mase 0,5 kg koji slobodnim padom s visine 4 cm proizvode točno 10 udaraca u jednoj sekundi.
4.1 Ispitivanje zračne zvučne izolacije
Frekvencije pri kojima je izvršeno mjerenje prikazane su utablici 4.
| Frekvencija f (Hz) | 100 125 160 |
200 250 315 |
400 500 630 |
800 1000 1250 |
1600 2000 2500 |
3150 4000 5000 |
| R' 1/3 oktave dB |
49,5 39,5 43,1 |
42,8 44,7 44,9 |
46,7 47,8 49,2 |
49,3 52,4 53,7 |
54,0 55,4 57,8 | 61,3 |
Izvor: obrada autora
Zračna zvučna izolacije ispitana je na zidu između stana H (soba br. 2) na 2. katu i stana I (soba br. 3) na 2. katu. Tlocrt je prikazan naslici 6, strjelicama je označeno mjesto mjerenja zvučne izolacije. Volumen prostorije u kojoj se nalazi zvukomjer iznosi 86 m3, a prostorije u kojoj se nalazi zvučnik ili izvor zvuka 93,60 m3. Ispitivani pregradni zid koji odvaja dvije prostorije ima površinu od 14 m2.
Izvor:http://www.usluga-pazin.hr/wp-content/uploads/2013/12/Katalog_stanova.pdf
Na slici 7 prikazani su rezultati mjerenja, indeks zvučne izolacije R` dB u normiranom referentnom tercnom području od 100 Hz do 3150 Hz.
Rezultat se dobiva određivanjem jednobrojne vrijednosti zvučne izolacije. Nju određujemo pomoću normirane referentne krivulje,slika 7 desno. Referentna krivulja dijeli područje zvučne izolacije na dva dijela - povoljno i nepovoljno područje. Nepovoljno područje za zračnu zvučnu izolaciju je ispod referentne krivulje. Referentna krivulja vrijedi za određivanje jednobrojnog indeksa zvučne izolacije Rw (R'w) pregrada (prvi je mjeren u laboratoriju, a drugi u zgradi).
Osnovno načelo određivanja jednobrojne vrijednosti zvučne izolacije jest da se referentna krivulja vertikalno u određenim koracima pomiče prema izmjerenim tercnim vrijednostima, dok se ne zadovolji uvjet da srednje nepovoljno odstupanje od pomaknute referentne krivulje bude jednako ili upravo manje od 2 dB. Srednje nepovoljno odstupanje je zbroj svih nepovoljnih odstupanja podijeljen s ukupnim brojem terci (za osnovno frekvencijsko područje taj broj je 16). Jednobrojna vrijednost zvučne izolacije jest vrijednost pomaknute referentne krivulje očitana na frekvenciji 500 Hz (Radanović, 1999:53).
Izvor: obrada autora
Prema tome, možemo reći da je rezultat našeg mjerenja 52 dB. Iz građevinskog projekta u dijelu projekta zaštite od buke navode se kriteriji za ocjenu izvedene pregradne konstrukcije: RZ1- razdjelni zidovi između grijanog prostora, stanovi sa zvučnom izolacijom Rwmin = 52 dB. Dakle, naša građevina zadovoljava akustične zahtjeve.
4.2 Ispitivanje udarne zvučne izolacije
Ispitivanje udarne izolacije provodilo se na horizontalnoj pregradnoj konstrukciji između stana E (soba br. 3) na 1. katu i poslovnog prostora u prizemlju građevine. Presjek zgrade prikazan je na slici 9; strelicama su naznačena mjesta mjerenja udarne izolacije.
Volumen prostorije u kojoj se nalazi zvukomjer iznosi 167,5 m3. Ispitivana međukatna konstrukcija koja odvaja dvije prostorije ima površinu od 57,8 m2.
Izvor:http://www.usluga-pazin.hr/wp-content/uploads/2013/12/Katalog_stanova.pdf
Frekvencije pri kojima je izvršeno mjerenje tablično su prikazane utablici 5.
| Frekvencija f (Hz) | 100 125 160 |
200 250 315 |
400 500 630 |
800 1000 1250 |
1600 2000 2500 |
3150 4000 5000 |
| Ln' 1/3 oktave dB |
60,7 56,9 52,3 |
51,2 44,6 41,7 |
40,1 39,6 39,8 |
41,3 37,6 32,0 |
28,1 24,1 21,8 B | 22,7 B |
Izvor: obrada autora
Na slici 10 lijevo prikazani su rezultati mjerenja, Normalizirana razina udarnog zvuka L`n dB u normiranom referentnom tercnom području od 100 Hz do 3150 Hz.
Rezultat se dobiva određivanjem jednobrojne vrijednosti udarne zvučne izolacije. Nju dobivamo pomoću vrednovane normalizirane razine udarnoga zvuka Ln,w (L'n,w) i pripadajuće normirane referentne krivulje,slika 10 desno. Svaka referentna krivulja dijeli područje zvučne izolacije na dva dijela - povoljno i nepovoljno područje. Nepovoljno područje za udarnu zvučnu izolaciju je iznad referentne krivulje, a povoljno ispod nje. Osnovno načelo određivanja jednobrojne vrijednosti udarne zvučne izolacije jest da se referentna krivulja vertikalno u koracima od po 1 dB po cjelobrojnim iznosima na skali pomiče prema izmjerenim tercnim vrijednostima, dok se ne zadovolji uvjet da srednje nepovoljno odstupanje od pomaknute referentne krivulje bude jednako ili upravo manje od 2 dB. Srednje nepovoljno odstupanje zbroj je svih nepovoljnih odstupanja podijeljen s ukupnim brojem terci (za osnovno frekvencijsko područje taj broj je 16). Jednobrojna vrijednost zvučne izolacije jest vrijednost pomaknute referentne krivulje očitana na frekvenciji 500 Hz.
Izvor: obrada autora
Prema tome, možemo zaključiti da je rezultat našeg mjerenja 46 dB, što zadovoljava akustične zahtjeve prema važećoj normi HRN U. J 6.201 – Akustika u zgradarstvu - Tehnički uvjeti za projektiranje i građenje zgrada: Međukatna konstrukcija ispod stana prema prostorijama druge namjene (poslovnim prostorijama, prodavaonicama…) propisuje Lwmax= 68 dB.
5. REZULTATI I RASPRAVA
Rezultati su prikazani u dva dijela za zračnu zvučnu izolaciju i udarnu zvučnu izolaciju.
5.1 Zračna zvučna izolacija
Ispitivanje koje je provedeno na zidu između stana I i stana H prikazalo se zadovoljavajućim zato što je rezultat našeg mjerenja 52 dB. Rezultat se dobiva pomoću normirane referentne krivulje za zračnu izolaciju i očitava se kao jednobrojna vrijednost.
Zahtjevi norme HRN U.J6.201. govore da zid između dva stana mora imati Rwmin = 52 dB. Dakle, naš ispitani zid u granici je dopuštenog, odnosno Rwmin, te tako zadovoljava sve akustičke i tehničke zahtjeve. Da je naš rezultat mjerenja, odnosno jednobrojna vrijednost kojim slučajem < 52 dB, zvučna izolacija ne bi zadovoljila te bi se zahtijevala detaljna analiza „curenja“ zraka. Sve što je > 52 dB zadovoljava.
5.2 Udarna zvučna izolacija
Ispitivanje koje je provedeno na međukatnoj konstrukciji između trećeg stana prvog kata i poslovnog prostora ispod njega također zadovoljava sve akustičke i tehničke zahtjeve. Naš rezultat se očitava kao jednobrojna vrijednost pomoću normirane referentne krivulje za udarnu izolaciju i on je 46 dB u ovom slučaju.
Zahtjevi norme HRN U.J6.201. govore da međukatna konstrukcija ispod stana prema prostorijama druge namjene ( poslovnim prostorijama, prodavaonicama…) propisuje Lwmax = 68 dB. U ovom slučaju akustičke i tehničke zahtjeve zadovoljavaju one konstrukcije čija je jednobrojna vrijednost < 68 dB. Da je rezultat našeg mjerenja bio > 68 dB, međukatna konstrukcija ne bi zadovoljavala zahtjeve, te bi bila potrebna detaljna analiza „curenja“ zvuka.
6. ZAKLJUČAK
Svijet u kojem živimo je moderan ali i okružen raznim štetnostima koje loše djeluju na čovjekovo zdravlje. Jedna od tih štetnosti je buka. Buka je svaki neželjeni zvuk koji ometa čovjekov rad, psihološko i zdravstveno stanje te njegovo vrijeme odmora. Naime, ona se nažalost zanemaruje. Svrha ovog rada je osvijestiti bitnost zaštite od buke i naglasiti važnost dobre izvedbe zvučne izolacije.
Buka na radu gotovo je neizbježna. Kada je čovjek izložen 8 h/d na radnom mjestu, potreban je određeni odmor slušnog organa ali i kompletnog čovjekovog organizma. Odmaramo se u svojim domovima, no to ne bi bilo moguće bez dobro izvedene zvučne izolacije koja smanjuje vanjsku i susjednu buku. Iz navedenog primjera rada može se zaključiti da ispitane tipične pregradne konstrukcije u vidu zaštite na radu zadovoljavaju postavljene akustičke zahtjeve, jer se indeks zvučne izolacije kao i normalizirana razina udarnoga zvuka izračunavaju i ocjenjuju jednobrojnom vrijednošću i zadovoljavaju normu HRN U.J6.201
Rw = 52 dB, što je jednako propisanom Rwmin = 52 dB, a Lw = 46 dB, što je manje od propisanih Lwmax = 68 dB. Dakle, i zračna i udarna zvučna izolacija zadovoljavaju akustične i tehničke zahtjeve te se novoizgrađena zgrada preporučuje i u poslovne i u stambene svrhe. Novoizgrađena zgrada ne predstavlja nikakve zdravstvene opasnosti za čovjeka i omogućava njegov nesmetani rad i boravak.
Važno je naglasiti da se dobra izolacija odrađuje već u samom projektiranju građevine. Bitno je koji će se materijali koristiti pri izgradnji te gdje će se postavljati izvori zvuka, bučni strojevi, pregrade i slično. Ako je razina buke još uvijek izrazito visoka, moguće je postavljanje apsorbera na stropove i zidove. Oni su uglavnom od spužvastog materijala te se zvuk gubi u njihovoj strukturi i smanjuju njegovu refleksiju. Ako buka još uvijek nije na propisanoj razini, obavezno je korištenje osobne zaštitne opreme te je moguća ugradnja pregrada između radnih mjesta.