Gradjevinska_fizika_2011_2

GRAĐEVINSKA FIZIKA

ZAŠTITA DRVENIH ZGRADA OD TOPLINE, TOPLINE, VLAGE I ZVUKA Mr.. sc. Vladimir Šimetin, dipl.ing.graĎ. Mr

1

Autor: Mr. sc. Vladimir Šimetin

Građevinska toplinska zaštita zgrada

 Ciljevi (razlozi) toplinske zaštite: zaštita

zdravlja korisnika zgrade, stvaranjem

pretpostavki za higijensku / ugodnu mikroklimu u prostoru zgrade zaštita

tijela zgrade od graĎevinskih šteta uslijed

djelovanja vlage i topline smanjenje

potrebne energije za grijanje/hlaĎenje

doprinos

smanjenju opterećenja okoliša stakleničnim i drugim štetnim plinovima 2



 Ciljevi (razlozi) toplinske zaštite: zaštita

zdravlja korisnika zgrade, stvaranjem

pretpostavki za higijensku / ugodnu mikroklimu u prostoru zgrade zaštita

tijela zgrade od graĎevinskih šteta uslijed

djelovanja vlage i topline smanjenje

potrebne energije za grijanje/hlaĎenje

doprinos

smanjenju opterećenja okoliša stakleničnim i drugim štetnim plinovima 2





Na razini graĎevnih dijelova zgrade (zid, krov, krov, strop,...) toplinska zaštita se karakterizira koeficijentom prolaska topline U topline U [W/(m [W/(m2K)]

U je je toplinski tok u W po m 2  Vrijednost koeficijenta U

ploštine promatranog graĎevnog dijela zgrade, za razliku temperatura zraka s obje strane graĎevnog

dijela 1 K

3


Građevinska toplinska zaštita zgrada 

Na razini cijele zgrade toplinska zaštita se karakterizira godišnjom potrebnom toplinom za grijanje zgrade , Q H,nd [kWh/a]

 Q H,nd je

računski odreĎena količina topline koju

sustavom grijanja treba tijekom jedne godine dovesti u zgradu radi održavanja unutarnj e projektne temperature u zgradi tijekom razdoblja grijanja zgrade

4



 Minimalna toplinska zaštita

obuhvaća graĎevinske mjere

kojima se osigurava higijenska / ugodna mikroklima u prostoru zgrade trajna



zaštita tijela zgrade od djelovanja vlage

Minimalna toplinska zaštita osigurava se propisivanjem najvećih dopuštenih vrijednosti koeficijenta prolaska topline, U max,dop, pojedinih graĎevnih dijelova iz toplinske ovojnice zgrade

5



 Toplinska zaštita koja štedi energiju obuhvaća

graĎevinske mjere kojima se ograničava godišnja potrebna energija za grijanje prema unaprijed danim zahtjevima, u cilju racionalnog korištenja energije (i zaštite okoliša)



Toplinska zaštita koja štedi energiju utvrĎuje se propisivanjem najveće dopuštene vrijednosti potrebne energije za grijanje zgrade, Q H,nd,dop

6



U RH toplinska zaštita koja štedi energiju propisana je u Tehničkom propisu o racionalnoj uporabi energije i toplinskoj zaštiti u zgradama (NN br.110/08 i 89/09), ovisno o vrijednosti faktora oblika zgrade, f 0 = A / Ve , i iznosi: kod stambenih zgrada

Q H,nd,dop = 51,31 kWh/(m2a) do 95,01 kWh/(m2a) kod nestambenih zgrada, Θint

≥ 18 °C

Q H,nd,dop = 16,42 kWh/(m3a) do 30,40 kWh/(m 3a)

7


NAJVEĆA DOPUŠTENA GODIŠNJA POTREBNA TOPLINA ZA GRIJANJE

120

) a 2 m ( / h W k (

110 100

90

k

80

d n , H

70

d n , H

50

A /

Q =

60

” Q

40

30 20

10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

f0 = A / Ve (m-1) 8



Ograničenje potrebne energije za grijanje prostora zgrade može biti još veće od navedenih propisanih vrijednosti. Prema razini tog ograničenja razlikujemo: niskoenergijsku pasivnu

kuću (Q H,nd < 40 kWh/m2·a)

kuću (Q H,nd < 15 kWh/m2·a)

nul-energijsku

kući (skoro nul-energijsku kuću)

 Kod zgrada s nosivom drvenom konstrukcijom

mogu se ostvariti sve navedene razine toplinske

zaštite 9


Građevinska toplinska zaštita zgrada  Osnovne građevinske mjere za povećanje toplinske zaštite zgrada:

energijski povoljno oblikovanje zgrade

tj. na način da

odnos oplošja i obujma zgrade (faktor oblika f 0) bude što manji • Specifični transmisijski toplinski tok kroz toplinsku ovojnicu zgrade:

Φ’T = f 0· U m· ΔΘ

[W/m3]

f 0 = A / Ve

faktor oblika zgrade U m srednji koeficijent prolaska topline ovojnice zgrade ΔΘ razlika temperatura unutarnjeg i vanjskog zraka

• Općenito vrijedi: smanjenjem gabarita zgrade i / ili povećanjem njene razvedenosti, povećava se oplošje zgrade u odnosu na grijani obujam zgrade – povećavaju se toplinski gubitci 10



povećanje

toplinske izolacije graĎ. dijelova zgrade iz toplinske ovojnice zgrade, uključivo toplinske mostove • Prenošenje topline kroz graĎevni dio zgrade karakterizira se koeficijentom prolaska topline U [W/(m2·K)].

• Prema HRN EN ISO 6946:2008, koeficijent U se proračunava pomoću izraza: U = 1 / (R si + ΣR i + R se) R si je unutarnji plošni otpor prijelaza topline R i je toplinski otpor sloja i graĎevnog dijela ΣR i je zbroj toplinskih otpora svih slojeva graĎevnog dijela R se je vanjski plošni otpor prijelaza topline

11



povećanje

toplinske izolacije graĎ. dijelova zgrade iz toplinske ovojnice zgrade, uključivo toplinske mostove • Toplinski otpor R i, homogenog sloja i graĎevnog dijela je:

R i = d i / λi d i λ W/(m·K)

debljina sloja i graĎevnog dijela, u metrima projektna toplinska provodljivost materijala sloja i , u

ΣR i naziva se i toplinska izolacija graĎevnog dijela zgrade. • Veći ΣR i znači bolju toplinsku izolaciju

12


Građevinska toplinska zaštita zgrada Materijali nosivih konstrukcija

Gustoća ρ

Toplinska provodljivost λ

[kg/m3]

[W/(mK)]

Čelik

7800

50

Armirani beton

2500

2,60

Prirodni kamen

2000

1,40

Puna opeka od gline

1800

0,81

Šuplji blokovi od gline

800

0,39

Drvo (jela, smreka,...)

500

0,13

Drvo (hrast, bukva,...)

700

0,18

13



sprječavanje

navlaženja materijala graĎevnih dijelova

(kondenzacija vodene pare, oborine, vlaga iz tla) • S vanjske strane djeluju: - vodena para u vanjskom zraku - oborinska voda (kiša, snijeg) - vlaga u tlu, procjedna voda, podzemna voda, nakupljena voda

• Iz prostora zgrade djeluje: - vodena para u zraku uslijed sušenja graĎevinske vlage - vodena para u zraku uslijed korištenja zgrade (kuhanje, ...) - voda koja se izljeva u vlažnim prostorijama (kupaonica,...) - kondenzirana voda na površini ili unutar graĎevnog dijela 14



sprječavanje

navlaženja materijala graĎevnih dijelova

(kondenzacija vodene pare, oborine, vlaga iz tla) • Povećanjem vlažnosti materijala bitno se povećava vrijednost toplinske provodljivosti materijala, λ.

• Zato tijekom korištenja zgrade treba spriječiti dodatno navlaženje materijala graĎevnih dijelova zgrade, posebno uslijed površinske kondenzacije i kondenzacije unutar graĎevnog dijela (difuzija vodene pare)

15



 Kod projektiranja i izvedbe

drvenih konstrukcija posebnu pozornost treba obratiti na

kontaktnu površinu pločaste drvene konstrukcije i hladne

površine armirano betonske temeljne ploče ili ploče iznad podruma 16



optimiranje sposobnosti akumulacije topline u skladu s

namjenom prostora zgrade i predviĎenim sustavom

grijanja • Toplinska akumulacija je svojstvo graĎevnog materijala da može prihvatiti dovedenu mu toplinu, u sebi je akumulirati i kod hlaĎenja okolice materijala ponovno je predati toj okolici. • Specifična akumulirana toplina u sloju materijala i graĎevnog dijela zgrade iznosi: Q ’i = c i· ρi· d i· ΔΘi

[J/m2]

c i specifični toplinski kapacitet materijala sloja i , u J/(kg·K)

ρi gustoća materijala sloja i , u kg/m3 d i

debljina sloja i , u metrima ΔΘi razlika srednje temperature sloja i i referentne temperature 17




namjenom prostora zgrade i predviĎenim sustavom grijanja

• Sposobnost toplinske akumulacije građevnog dijela zgrade (prostorije) dolazi do izraţaja kod promjenjivih (nestacionarnih) toplinskih tokova.

• Što je veća toplinska akumulacija neke prostorije to će se temperatura zraka u prostoriji manje mijenjati, npr: - tijekom noćnog smanjenja, ili - potpunog prekida grijanja, ili - kod oscilirajućeg sunčeva zračenja kroz prozore u

unutrašnjost prostorije 18




namjenom prostora zgrade i predviĎenim sustavom grijanja

• Do nestacionarnih toplinskih tokova naročito dolazio tijekom ljeta

• Toplinska stabilnost (za ljetno razdoblje) je svojstvo vanjskog graĎevnog dijela zgrade da sačuva postojanu temperaturu na svojoj unutarnjoj površini kod velike oscilacije temperature vanjske površine. • Toplinska stabilnost vanjskog graĎevnog dijela zgrade karakterizira se : - faktorom prigušenja amplitude oscilacija temperature - vremenskim pomakom faze oscilacija temperature 19


Shematski prikaz prigušenja amplitude i pomaka faze oscilacija temperature (ljetno razdoblje)

20


Građevinska toplinska zaštita zgrada Debljina

Koeficijent U

Pomak faze

Prigušenje

sloja [cm]

[W/(m2K)]

[sati]

amplitude

- drvene ploče

12,5

0,88

7,8

3,8

- drvene ploče - MW

12,5 5,0

0,42

10,1

15,8


12,5 8,0

0,32

10,7

23,8

- gipskarton - drvene ploče - MW

1,5 12,5 8,0

0,31

11,6

30,4

- gipskarton

1,5 5,0 12,5 8,0

0,22

14,4

49,4

Materijal sloja

- MW


21



povećanje

zrakotjesnosti graĎevnih dijelova zgrade u

skladu s dosegnutim stupnjem razvoja tehnike i tehnologije • Kod projektiranja i izvoĎenja vanjskih graĎevnih dijelova zgrade potrebno je postići njihovu potpunu zrakotjesnost (zrakonepropusnost) predviĎanjem i izvoĎenjem ciljanih slojeva zračnih brana s unutarnje strane vanjskog graĎevnog dijela, uključivo s rješenjem odgovarajućih priključaka (spojnica)

22



 Osnovne građevinske mjere za povećanje toplinske zaštite zgrada:

ograničenje

ventilacije prostora zgrade na potrebe usklaĎene s namjenom zgrade i propisanim zahtjevima

23


Građevinska toplinska zaštita zgrada VANJSKI ZID 1 – vanjska žbuka 2 – ploče od drvene vune 3 – mineralna vuna

– drveni skelet 4 – ploče od drvene vune 5 – unutarnja žbuka

24


Građevinska toplinska zaštita zgrada VANJSKI ZID 1 – armirana žbuka (ETICS) 2 – ekspandirani polistiren (ETIKS) 3 – ploče na bazi drva 4 – mineralna vuna

– drveni skelet 5 – parna kočnica / brana 6 – ploče na bazi drva 7 – gipskartonske ploče

25



VANJSKI ZID 1 – pročelje od drva 2 – drvene letve 3 – ventilirani sloj zraka 4 – vjetrovna brana 5 – mineralna vuna 6 – pločasto masivno drvo 7 – gipskartonske ploče

26


Građevinska toplinska zaštita zgrada 1 – pročelje od drva

VANJSKI ZID

2 – drvene letve 3 – ventilirani sloj zraka 4 – vjetrovna brana 5 – mineralna vuna 6 – pločasto masivno drvo 7 – parna brana / kočnica 8 – mineralna vuna (instalacije)

– drvene letve 9 – gipskartonske ploče 27


Građevinska toplinska zaštita zgrada VANJSKI ZID

1 – ventilirana obloga pročelja 2 – ventilirano sloj zraka

– drvena podkonstrukcija 3 – ploče na bazi drva 4 – mineralna vuna

– drveni I-nosači 5 – ploče na bazi drva 6 – parna kočnica / brana 7 – sloj zraka

– drvene letve 8 – gipskartonske ploče 28


Građevinska toplinska zaštita zgrada KOSI KROV

1 – krovni pokrov 2 – krovne letve 3 – kontra letve / ventilirani sloj zraka 4 – rezervna hidroizolacija 5 – ventilirani sloj zraka 6 – vjetrovna brana 7 – mineralna vuna / rogovi 8 – ploče na bazi drva 9 – parna brana / kočnica 10 – letve / sloj zraka 11 – gipskartonske ploče

29


Građevinska toplinska zaštita zgrada 1 – krovni pokrov

KOSI KROV

2 – krovna letva 3 – kontra letve / ventilirani sloj zraka 4 – rezervna hidroizolacija / vjetrovna brana 5 – mineralna vuna

– rogovi 6 – ploče na bazi drva 7 – parna brana / kočnica 8 – letve / sloj zraka 9 – gipskartonske ploče 30


Građevinska toplinska zaštita zgrada 1 – krovni pokrov

KOSI KROV

2 – krovna letva 3 – kontra letve / ventilirani sloj zraka 4 – rezervna hidroizolacija / vjetrovna brana 5 – mineralna vuna

– drveni I-nosači 6 – parna kočnica / brana 7 – letve ili oplata s razmakom 8 – gipskartonske ploče 31


Građevinska toplinska zaštita zgrada 1 – krovni pokrov 2 – krovna letva 3 – kontraletva / ventilirani sloj zraka 4 – rezervna hidroizolacija / vjetrovna brana 5 – mineralna vuna 6 – daščana oplata 7 – mineralna vuna / rogovi 8 – parna kočnica / brana 9 – letve ili oplata s razmakom 10 – gipskartonske ploče

KOSI KROV

32


Građevinska toplinska zaštita zgrada KOSI KROV

1 – krovni pokrov 2 – krovna letva 3 – kontraletva / ventilirani sloj zraka 4 – rezervna hidroizolacija / vjetrovna brana 5 – daščana oplata 6 – mineralna vuna / rogovi 7 – parna kočnica / brana 8 – minerlana vuna izmeĎu letvi 9 – gipskartonske ploče 33



RAVNI KROV 1 – hidroizolacija 2 – mineralna vuna 3 – ploče na bazi drva 4 – mineralna vuna / rogovi 5 – parna kočnica / brana 6 – daščana oplata s razmakom 7 – gipskartonske ploče

34


Građevinska toplinska zaštita zgrada 1 – raslinje

RAVNI KROV

2 – vegetacijski supstrat 3 – filtarski sloj 4 – drenažni sloj 5 – sloj za zaštitu od korijenja 6 – hidroizolacija 7 – ploče na bazi drva 8 – mineralna vuna

– drveni I-nosači 9 – ploče na bazi drva 10 – parna brana 11 – gipskartonske ploče 35


Građevinska toplinska zaštita zgrada STROP PREMA TAVANU 1 – rezervna hidroizolacija / vjetrovna brana 2 – mineralna vuna 3 – parna kočnica / brana 4 – pločasto masivno drvo 5 – letve / sloj zraka 6 – gipskartonske ploče

36


Građevinska zvučna zaštita zgrada

Fizikalne (objektivne) karakteristike zvuka 

Zvuk kao fizikalna pojava je titranje čestica u elastičnom mediju

 Fizikalne karakteristike zvuka su: frekvencija zvuka, f u Hz (od 16 Hz do 20.000 Hz) zvučni

tlak, p (t ) u Pa (od 2·10-5 Pa do 20 Pa)

 jakost ili intenzitet zvuka, I u W/m2 zvučna

snaga izvora zvuka, W u W 37



Fizikalne (objektivne) karakteristike zvuka  Razina zvučnog tlaka , Lp,

definirana je jednadžbom:

Lp = 10log(p ef / p 0)2 = 20log(p ef / p 0) p 0 = 2·10-5 Pa  Razina jakosti zvuka , LI,

[dB]


LI = 10log(I ef / I0 ) [dB] I 0 = 10-12 W/m2  Razina zvučne snage izvora zvuka , LW,

LW = 10log(W / W0 ) W 0 = 10-12 W


[dB]

38



Fizikalne (objektivne) karakteristike zvuka  Ako neki izvor zvuka proizvodi razinu zvuka L1, tada, za

istovremeni rad dva takva izvora, ukupna razina zvuka L

iznositi će: L = L1 + 3

[dB]

 Za istovremeni rad n zvučnih

izvora, svaki jednake razine zvuka L1, ukupna razina zvuka L iznositi će: L = L1 + 10logn

[dB]

39



Fizikalne (objektivne) karakteristike zvuka 

Za zbrajanje decibela vrijede dakle slijedeći izrazi: 60 dB + 60 dB = 63 dB 10 x 60 dB = 70 dB

60 dB + 70 dB ≈ 70 dB

40


GraĎevinska zvučna zaštita zgrada

Psiho- fiziološke (subjektivne) karakteristike zvuka  S psiho-fiziološkog

gledišta zvuk je fizikalni podražaj koji se posredstvom organa sluha pretvara u slušni osjet.



Osnovne karakteristike slušnog osjeta su: visina zvuka (ovisna o frekvenciji zvuka) glasnoća

zvuka (ovisna o zvučnom tlaku) boja zvuka (ovisna o sastavu složenog tona)

41



Psiho- fiziološke (subjektivne) karakteristike zvuka 

Što je frekvencija zvuka veća to nam zvuk izgleda viši

 Za dva tona frekvencija f 1 i f 2,

pri čemu je f 2>f 1, kaže se da

se razlikuju u visini za interval f 2 / f 1 f 2 / f 1 = 2 oktava f 2 / f 1 = 1,26 trećina oktave (terca)

42



Psiho- fiziološke (subjektivne) karakteristike zvuka 

Osjet glasnoće (razine glasnoće) nekog zvuka ovisi o zvučnom tlaku (razini zvučnog tlaka), ali i o frekvenciji zvuka.



Dva tona jednakih zvučnih tlakova (razina), ali različitih frekvencija, u pravilu ne doživljavamo kao da su jednake glasnoće (razine glasnoće) – zvukove nižih frekvencija doživljavamo manje glasnima

43





Psiho- fiziološke (subjektivne) karakteristike zvuka Svaki neželjeni, neugodni ili ometajući zvuk nazivamo bukom



Radi normiranja i ocjene djelovanja buke na čovjeka potrebno je imati mjerni ureĎaj, koji će se ponašati slično čulu sluha kod čovjeka. To se postiglo ugradnjom u ureĎaj za mjerenje razine zvuka odgovarajućeg filtra koji je dobio ime korekcijski filtar A.

 Razina zvuka izmjerena preko korekcijskog filtra A

izražava se u decibelima A, dB(A)

44



Psiho- fiziološke (subjektivne) karakteristike zvuka  Buka niske razine (< 60 dB(A)) ima samo

psihološko djelovanje 

Kod duže izloženosti buci većih razina (izmeĎu 60 i 90 dB(A)) remete se normalne fiziološke aktivnosti ljudskog organizma



Izloženost buci visokih razina (>90 dB(A)) može rezultirati oštećenjem organa sluha 45



Apsorpcija zvuka  Koeficijent apsorpcije

zvuka: α = W aps / W1

[-]

 Ekvivalentna apsorpcijska

površina prostorije: A = ΣS i· α i

S i

α i

[m2]

ploština granične plohe i prostorije, u m2 koeficijent apsorpcije zvuka plohe i prostorije 46



Vrijeme odjeka  Vrijeme odjeka ili vrijeme reverberacije, T , u

sekundama, je vrijeme koje je potrebno da bi se razina

zvuka u prostoriji smanjila za 60 dB nakon isključenja izvora zvuka  Sabinova formula:

T = 0,163·V / A

[s]

V obujam prostorije, u m 3 A ekvivalentna apsorpcijska površina prostorije, u m 2 47



Prenošenje zračnog zvuka iz prostorije u prostoriju  Koeficijent prijenosa

zvuka: τ = W 2 / W1

[-]

τ’ = (W 2 + W 3)/ W1

τ ≈ 10-8 do 10-1

48



Prenošenje zračnog zvuka iz prostorije u prostoriju  Umjesto koeficijenta prijenosa zvuka τ , koristi se, za

praksu jednostavnija fizikalna veličina – indeks zvučne izolacije , R , odreĎena izrazom: R = 10log(1/ τ ) = 10log(W 1 / W2 )

[dB]

odnosno prividni indeks zvučne izolacije , R ’, ili indeks

zvučne izolacije na zgradi, odreĎen izrazom: R’ = 10log(1/ τ ’) = 10log(W 1 /(W 2+W 3)) [dB]

49



Prenošenje zračnog zvuka iz prostorije u prostoriju 

Indeks zvučne izolacije, R , karakterizira svojstvo zvučne izolacije graĎevnog dijela zgrade (zida, stropa,...)



Korisnika neke prostorije u zgradi više interesira zvučna izolacija izmeĎu prostorije u kojoj on boravi i susjedne prostorije ili vanjskog prostora

50



Prenošenje zračnog zvuka iz prostorije u prostoriju



Putovi prenošenja zračnog zvuka izmeĎu susjednih prostorija (veliko slovo pobuda zvuka, malo slovo

zračenje zvuka) D, d direktni put

F, f

bočni put 51



Prenošenje zračnog zvuka iz prostorije u prostoriju 

Zvučne izolacije prijemne prostorije (2) u odnosu na predajnu prostoriju (1) karakterizira se razlikom razina D: D = L1 – L2

[dB]

L1 srednja razina zvučnog tlaka u predajnoj prostoriji L2 srednja razina zvučnog tlaka u prijemnoj prostoriji

52


Građevinska zvučna zaštita zgrada 

Da bi se spriječio utjecaj promjenjive zvučne apsorpcije prijemne prostorije uvedene su veličine: normalizirana razlika razina zvuka :

D n = D – 10log(A / A0) A

[dB]

ekvivalentna apsorpcijska površina prijemne prostorije, u m2

A0

je referentna apsorpcijska površina (A0 = 10 m2)

standardna razlika razina zvuka :

T T 0

D nT = D + 10log(T / T0 ) [dB] vrijeme odjeka prijemne prostorije, u s referentno vrijeme odjeka (T 0 = 0,5 s) 53


GraĎevinska zvučna zaštita zgrada 

Sve navedene veličine za karakteriziranje zvučne izolacije ovisne su o frekvenciji zvuka i stoga se navode u tablicama ili prikazuju u dijagramima ovisnosti o

frekvenciji zvuka u tercama ili oktavama i to u području frekvencija od 100 Hz do 3150 Hz



Za karakteriziranje zvučne izolacije jednobrojnim podatkom, koristi se metoda referentne krivulje

54


Građevinska zvučna zaštita zgrada  Referentna krivulja

pomiče se prema

gore ili dolje u koracima od 1 dB dok srednje nepovoljno odstupanje ne bude

izmeĎu 1 i 2 dB  Vrijednost u dB

pomaknute referentne krivulje na 500 Hz je vrednovani indeks zvučne izolacije, R W 55


Građevinska zvučna zaštita zgrada  Prema opisanom postupku mogu se vrednovati i sve

druge veličine koje karakteriziraju izolaciju zračnog zvuka: R ’W

vrednovani prividni indeks zvučne izolacije

D n,W

vrednovana normalizirana razlika razina zvuka

D nT,W

vrednovana standardna razlika razina zvuka

56



Referentna krivulja zvučne izolacije ne uzima dovoljno u obzir realne spektre buke koji se javljaju u praksi. Zato su u HRN EN ISO 717- 1:1998 definirana dva tipična

spektra buke, koji se koriste za odreĎivanje spektru prilagoĎenih vrijednosti C i C tr.  C i C tr su vrijednosti u dB koje se dodaju jednobrojnoj

vrijednosti (npr. R W) da bi se uzeo u obzir jedan odreĎeni spektar buke

57





Spektru prilagoĎena vrijednost C odgovara za buku koja se javlja u stambenim zgradama (razgovor, glazba,

radio, televizija, dječja igra,...) 

Spektru prilagoĎena vrijednost C tr odgovara za buku gradskog cestovnog prometa, tračničkog prometa malom brzinom i dr.

58





Spektru prilagoĎene vrijednosti C i C tr navode se na slijedeći način: R W(C ;C tr) = 41(-1;-4) R W(C ;C tr;C 50-5000;C tr,50-5000) = 41(-1;-4;-2;-3)

59



Zvučna izolacija građevnih dijelova zgrade 



Akustički jednostruki graĎevni dijelovi su graĎevni dijelovi od jednog homogenog materijala ili više materijala sličnih akustičkih svojstava (npr. obostrano ožbukani zid od opeke) Vrijednost indeksa zvučne izolacije, R , akustički jednostrukih graĎevnih dijelova ovisi o njihovoj plošnoj masi (tzv. zakon mase ). Za svako podvostručenje mase R teoretski poraste za 6 dB.



Za dani graĎevni dio R raste s frekvencijom zvuka, teoretski 6 dB po oktavi

60




Na tzv. graničnoj frekvenciji koincidencije (kritična frekvencija), f c, dolazi do značajnog pada u vrijednosti zvučne izolacije. Kritična frekvencija se može približno proračunati pomoću formule: f c ≈ (60/d )·( ρ / E) 1/2 d debljina jednostrukog graĎevnog dijela, u m

gustoća materijala, u kg/m 3 E dinamički modul elastičnosti materijala, u MN/m 2

ρ

61



 Rezultati mjerenja

indeksa zvučne izolacije, R , ploča od križno lameliranih dasaka

(laboratorij graĎevinske fizike u TU Graz) R W = 33 dB (36 dB) f c izmeĎu 200Hz i 400 Hz

62



Akustički dvostruki graĎevni dijelovi zgrade sastoje se od dva dijela

ZRAK

meĎusobno odvojena slojem zraka ili nekim mekanim (elastičnim)

ELASTIÈNI MATERIJA

materijalom. 

Ponašanje dvostrukog graĎevnog dijela može se usporediti s ponašanjem mehaničkog sustava od dvije mase m 1 i m 2 meĎusobno povezane oprugom krutosti k .



a)

b)

Veličine m 1 i m 2 odgovaraju plošnim masama dvaju dijelova dvostrukog građevnog dijela, a k odgovara krutosti elastičnih veza između dva dijela k p1

m1

m2

v2

63

p2




Ovakav mehanički sustav ima jednu frekvenciju rezonancije, f 0, koja se može odrediti iz izraza: f 0 = 160·(s ’·(1/ m’ 1 + 1/ m’ 2))1/2 s ’

dinamička krutost veza izmeĎu dijelova dvostrukog elementa, u MN/m 3

m ’1 plošna masa jednog dijela dvostrukog elementa, u kg/m2 m ’2 plošna masa drugog dijela dvostrukog elementa, u kg/m2 64


ZVUČNA IZOLACIJA DVOSTRUKOG GRAĐEVNOG DIJELA ZGRADE 

Na frekvencijama niţim od frekvencije rezonancije dvostruki građevni dio se ponaša kao jednostruki jednake mase (m ’1 + m ’2)

Teorijska krivulja indeksa zvučne izolacije dvostrukog građevnog dijela

 Na frekvenciji rezonancije indeks

zvučne izolacije dvostrukog građevnog dijela je manji od onog jednostrukog

građevnog dijela jednake plošne mase 

Na frekvencijama zvuka višim od frekvencije rezonancije indeks zvučne izolacije dvostrukog građevnog dijela je znatno veći od jednostrukog jednake mase (teoretski porast 18 dB/oktavi) 65



DVOSTRUKI ZID OD KRIŽNO LAMELIRANIH DASAKA

66





Udarni zvuk Zvuk kojeg izrače stropovi pobuĎeni na vibriranje direktnim mehaničkim silama naziva se udarni zvuk (hodanje, guranje namještaja, pad raznih predmeta na pod,...)



Za ispitivanje ponašanja stropova na udare koristi se – normirani izvor udarnog zvuka



Razina srednjeg zvučnog tlaka u prijemnoj prostoriji, koja nastaje radom normiranog izvora udarnog zvuka na površini poda predajne prostorije, naziva se razina zvuka udara , Li 67



Da bi se spriječio utjecaj apsorpcije zvuka u prijemnoj prostoriji, uvodi se normalizirana razina udarnog zvuka , Ln, dana formulom: Ln = Li + 10log(A / A0) Li A

razina udarnog zvuka u prijemnoj prostoriji, u dB

ekvivalentna apsorpcijska površina prijemne prostorije, u m2

A0 referentna apsorpcijska površina, u m 2 (A0 = 10 m2)

68


Građevinska zvučna zaštita zgrada  Definirana je i standardna razina udarnog zvuka , LnT,

dana formulom: LnT = Li + 10log(T 0 / T)

Li

razina udarnog zvuka u prijemnoj prostoriji, u dB

T

vrijeme odjeka prijemne prostorije, u s

T 0 referentna vrijeme odjeka u s (T 0 = 0,5 s)

69





Ako preneseni udarni zvuk osim direktnog puta sadrži i bočne putove, što je na gotovim zgradama uobičajeno, tada koristimo oznake L’n i L’nT 70



 Kada se na nosivu stropnu konstrukciju izvede pod,

smanjuje se normalizirana razina udarnog zvuka, što se karakterizira sa smanjenjem udarnog zvuka , ΔL ΔL = Ln0 - Ln Ln0 normalizirana razina udarnog zvuka stropa bez poda, u dB Ln normalizirana razina udarnog zvuka stropa s podom, u dB

71



Sve navedene veličine koje karakteriziraju udarni zvuk daju se kao izmjerene ili izračunate vrijednosti u ovisnosti o frekvenciji zvuka, za tercne ili oktavne pojaseve frekvencija



Da bi se vrednovala zvučna izolacija stropa protiv udarnog zvuka jednim brojem, normalizirana razina

udarnog zvuka usporeĎuje se s referentnom krivuljom

72


Građevinska zvučna zaštita zgrada  Ako je potrebno

referentna krivulja se

pomiče prema gore ili dolje u koracima od 1 dB tako dugo dok srednje nepovoljno odstupanje ne

bude izmeĎu 1 i 2 dB.  Vrijednost pomaknute

referentne krivulje na frekvenciji 500 Hz je vrednovana normalizirana razina udarnog zvuka , Ln,w. 73



Tipična rješenja stropova od drvenih greda:

a – s vidljivim gredama b – djelomično vidljive grede, sa slijepim podom i nasipom c – sa slijepim podom i nasipom, te oblogom s donje strane d – s donjom oblogom i mineralnom vunom izmeĎu greda 74


Građevinska zvučna zaštita zgrada STROP S PLIVAJUĆIM PODOM I SPUŠTENIM

1 – podna obloga 2 – plivajući cementni estrih 3 – razdjelni sloj 4 – izolacija protiv udarnog zvuka 5 – ploče na bazi drva 6 – stropne drvene grede – mineralna vuna 7 – drvene letve 8 – gipskartonske ploče

STROPOM

75

1,0 cm

6,0 cm 3,0 cm 1,8 cm 10,0 cm 5,0 cm

1,5 cm



STROP S NASIPOM I PLIVAJUĆIM PODOM

76

1 – podna obloga 1,0 cm 2 – plivajući cementni estrih 6,0 cm 3 – razdjelni sloj 4 – izolacija protiv udarnog zvuka 3,0 cm 5 – nasip pijeska 5,0 cm 6 – rezervna hidroizolacija 7 – ploče na bazi drva 2,8 cm 8 – stropne drvene grede


Građevinska zvučna zaštita zgrada STROP S NASIPOM,

PLIVAJUĆIM PODOM I SPUŠTENIM STROPOM

1 – podna obloga 1,0 cm 2 – plivajući cementni estrih 6,0 cm 3 – razdjelni sloj 4 – izolacija protiv udarnog zvuka 3,0 cm 5 – nasip pijeska 5,0 cm 6 – rezervna hidroizolacija 7 – masivna drvena ploča 12,5 cm 8 – drvene letve 5,0 cm – mineralna vuna 5,0 cm 9 – gipskartonske ploče 1,5 cm

77


Građevinska zvučna zaštita zgrada STROP S NASIPOM, PLIVAJUĆIM PODOM (SUHI ESTRIH) I

SPUŠTENIM STROPOM

78

1 – podna obloga 1,0 cm 2 – slijepi pod 2,0 cm 3 – ploče od drvene vune 5,0 cm – letve 5,0 cm 4 – izolacija protiv udarnog zvuka 3,0 cm 5 – nasip pijeska 5,0 cm 6 – rezervna hidroizolacija 7 – masivna drvena ploča 12,5 cm 8 – drvene letve 5,0 cm – mineralna vuna 5,0 cm 9 – gipskartonske ploče 1,5 cm


Gradjevinska_fizika_2011_2

Recommend Documents