Projektovanje akustike i zvučnog komfora

Projektanti zgrada koriste numeričke podatke o zvučnim izolacionim svojstvima pregrada kojima se odvajaju prostorije da bi se obezbedio zvučni komfor. Ti podaci se izražavaju u decibelima, i svojom vrednošću razvrstavaju pregradne konstrukcije, zidove i tavanice prema njihovoj sposobnosti da redukuju zvuk koji kroz njih prolazi. Te podatke projektanti najčešće dobijaju od proizvođača građevinskih materijala. Na kraju gradnje se angažuju akreditovane laboratorije da merenjem provere postignut kvalitet izolacije, takođe na kraju predstavljen nekim brojem izraženim u decibelima. Praksa je pokazala da projektanti imaju problem s razumevanjem značenja tih podataka, što otkrivaju greške čija je posledica neadekvatan zvučni komfor u zgradi.

Fizička veličina koja pokazuje koliki deo zvučne energije propušta neka građevinska pregrada između dve susedne prostorije naziva se izolaciona moć, i obeležava se sa R.

Ono što je manje poznato jeste da izolaciona moć nije jedinstven pojam, već može biti definisana na dva načina, koji odgovaraju različitim okolnostima u kojima se pregrada nalazi. Ove dve vrste izolacione moći nazivaju se laboratorijska i građevinska izolaciona moć.

Iako obe na svoj način pokazuju sposobnost pregrade da umanji prolazak zvuka, one se međusobno suštinski, pa zbog toga i numerički razlikuju. Problem u projektovanju nastaje zbog toga što samo jedna od njih pokazuje kakva je zvučna izolacija između prostorija u zgradi, a projektanti se fokusiraju na onu drugu.

Kada se od proizvođača dobije podatak o izolacionoj moći neke pregrade, neophodno je znati na koju se od dve pomenute ta vrednost odnosi. Novija iskustva stečena sanacijama zvučne izolacije u zgradama pokazuju da problemi sa zvučnim komforom najčešće nastaju kao posledica nerazumevanja dvojne prirode podataka o zvučnoj izolaciji.

Kako razumeti prolazak zvučne energije između susednih prostorija

Da bi se razumelo zašto za svaki zid ili tavanicu postoje dva podatka o izolacionoj moći, neophodno je sagledati osnovne principe prostiranja zvuka u zgradama. Oni su prikazani šematskom predstavom na slici 1. Kada u nekoj prostoriji radi izvor zvuka, u njenom vazdušnom prostoru uspostavlja se zvučno polje. Fizički procesi u njemu čine da se u čitavoj zapremini prostorije uspostavlja približno jednak intenzitet zvuka, osim u neposrednoj blizini zvučnog izvora.

To znači da zvučno polje približno jednako deluje na svih šest površina u prostoriji (četiri zida, tavanicu i pod). Na njima se dešavaju refleksije, ali jedan mali deo zvučne energije uvek prelazi u građevinski materijal tih pregrada. Ovakav proces je na slici simbolički prikazan strelicama ka svim površinama.

Kada dospe u građevinski materijal pregrada, zvučna energija se prostire unutar njih. Tako se formiraju putanje kojim zvuk iz prostorije sa zvučnim izvorom dospeva u susedne prostorije. Intuitivno je jasno da postoji direktna putanja prolaska zvuka kroz pregradu koja neposredno odvaja prostorije, zid ili tavanicu.

Ono što nije na prvi pogled jasno jeste da postoje i druge putanje kojima zvuk prolazi između prostorija. One se formiraju kroz četiri bočne pregrade; što su u slučaju sa slike dva bočna zida i dve zajedničke tavanice. Tako u trodimenzionalnoj strukturi zgrade nastaje dvanaest dodatnih putanja kroz koje zvuk „curi“ između prostorija kao dodatak na ono što prolazi kroz pregradu koja neposredno razdvaja prostorije. Te putanje su na slici 1 naznačene debljim strelicama. Pojava da bočne pregrade prenose zvučnu energiju između prostorija naziva se bočno provođenje (flanking transmission). Rezultat postojanja bočnog provođenja jeste neminovno umanjenje zvučne izolacije u odnosu na ono što bi ostvario samo zid koji ih razdvaja.

Putanje kroz bočne pregrade mogu biti jednostavne, ali i kombinovane. Na primer, putanja kojom zvuk ulazi u bočnu pregradu na spoju prelazi u pregradu koja ih razdvaja, i koja zatim zrači zvuk u susednu prostoriju. Postoji i putanja na kojoj zvučna energija ulazi u pregradu koja razdvaja prostorije, a zatim preko spojeva prelazi u bočne pregrade susedne prostorije odakle se zrači zvuk. Zvuk koji će se čuti u susednoj prostoriji zbir je svega što je prošlo opisanim putanjama, što je uvek više od onoga što prolazi samo direktnom putanjom kroz zid između prostorije.

Prema tome, zvuk između dve prostorije prolazi nekolikim paralelnim putanjama. One postoje u svim okolnostima, i promenljiv je samo njihov relativni udeo u onome što se čuje s druge strane zida. Koja će putanja zvuka biti dominantna zavisi od konstruktivnog sistema primenjenog prilikom gradnje zgrade, od materijala od kojih su izrađene sve pregrade, zidovi i tavanice, od načina međusobnog spajanja pregrada itd. U projektovanju sve te putanje treba uzeti u obzir.

Postoje okolnosti u kojima bočno provođenje dominantno određuje ono što se čuje u komšiluku. To se dešava kad pregrada između prostorija ima veoma visoku vrednost izolacione moći, a istovremeno je izolaciona moć bočnih pregrada mala. To može biti slučaj kada se nekim merama povećava izolaciona moć direktne pregrade, sa idejom da se izolacija dve prostorije poboljša, a zanemari se uticaj bočnih pregrada.

Na primer, zabeleženi su problemi zvučne izolacije u zgradama gde staklena fasada učestvuje u bočnom provođenju. U zavisnosti od njenog kvaliteta, može se desiti da bočno provođenje kroz fasadu dominantno odredi stanje zvučne izolacije između prostorija.

Laboratorijska izolaciona moć pregrade

Izolaciona moć jedne izolovane („usamljene“) pregrade zavisi samo od materijala od kog je ona napravljena, to jest od njene materijalizacije. Ona se određuje merenjem u laboratorijama, i naziva se laboratorijska izolaciona moć. U laboratorijama postoje posebne ispitne prostorije, tzv. komore, u kojima je dilatacijama eliminisano svako bočno provođenje okolnim pregradama.

Princip laboratorijskog merenja izolacione moći šematski je prikazan na slici 2. Zahvaljujući tome, izolaciona moć koja se meri pokazuje samo svojstvo putanje zvuka kroz zid, bez drugih uticaja.

Podaci o pregradama koji se dobijaju od proizvođača predstavljaju vrednosti laboratorijske izolacione moći. Oni angažuju institute da u svojim laboratorijama izmere vrednost izolacione moći pregrade, i to prikazuju u prospektima, na svojim internet prezentacijama i dele projektantima.

Građevinska izolaciona moć

Laboratorijska vrednost izolacione moći neke pregrade izmerena je u okolnostima koje se razlikuju od situacije u kojoj je ta ista pregrada ugrađena u nekoj zgradi. Taj podatak je značajan akustičkim konsultantima, ali je projektantima bitan podatak o stanju izolacije kad je takva pregrada ugrađena u zgradu. To su okolnosti u kojima zvuk prolazi između susednih prostorija višestrukim putanjama, kao što je prikazano na slici 1.

Bočno provođenje čini da u susednu prostoriju prelazi više zvučne energije nego što je konstatovano u laboratoriji. Vrednost izolacione moći koja se meri u zgradi sa svim prisutnim uticajima naziva se građevinska izolaciona moć. Da bi se napravila razlika, ona se označava sa R’. Vrednost građevinske izolacione moći uvek je manja od laboratorijske. Kolika će ta razlika biti, zavisi od materijalizacije bočnih pregrada i načina na koji su one međusobno spojene.

Dakle, podaci o izolacionim svojstvima pregrada dobijeni od proizvođača uvek su laboratorijske vrednosti njihove izolacione moći. To je jedini podatak koji proizvođači mogu da ponude, a projektanti moraju znati da se u zgradama ne može postići stanje zvučne izolacije koje on pokazuje. Potrebno je razumeti da postoji dvojnost podataka o izolacionoj moći pregrada, i na odgovarajući način predvideti stanje kakvo će biti u zgradi. Da bi se izbegli problemi sa žalbama budućih stanara, treba se u projektovanju pridržavati sledećih jednostavnih preporuka:

• za pregrade od masivnog građevinskog materijala treba birati one čija je laboratorijska izolaciona moć 3–5 dB veća od vrednosti koja se mora postići u zgradi;
• za suvomontažne pregrade treba birati one koje imaju laboratorijsku izolacionu moć za oko 10 dB veću od vrednosti koja se mora postići u zgradi.

Autori teksta: Prof. dr Miomir Mijić, Prof. dr Dragana Šumarac
Pavlović