Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 201682 Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič•ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA ANALYSIS OF SOUND INSULATION OF EXTERNAL ENVELOPE CONSTRUCTIONS DEPENDENT ON DIFFERENT LEVELS OF EXTERNAL NOISE Mateja Uršič, univ. dipl. inž. grad. mateja.ursic8@gmail.com Poreber 21, 1241 Kamnik doc. dr. Mateja Dovjak, dipl. san. inž. mateja.dovjak@fgg.uni-lj.si doc. dr. Roman Kunič, univ. dipl. inž. grad. roman.kunic@fgg.uni-lj.si Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Katedra za stavbe in konstrukcijske elemente, Jamova 2, Ljubljana Znanstveni članek UDK 658.2:628.517.2 Povzetek l Preverjanje zvočne zaščite stavbnih ovojev je v urbanih okoljih eden izmed pomembnejših ukrepov pri doseganju primernega bivalnega okolja. Spremem- ba in pomembna novost, ki jo je vnesel Pravilnik o zaščiti pred hrupom v stavbah, sta med drugim tudi to, da moramo za vsako še tako enostavno bivalno enoto, torej tudi za indi vidualno enodružinsko hišo, preveriti učinkovitost zvočne izolirnosti vsaj zunanjega ovoja (fasade) vključno z okenskimi in vratnimi odprtinami. V zadnjem času v skladu s trendi oblikovanja stavb množično uporabljamo lahke nosilne konstrukcije (predvsem montažne in lesene stene) in velike zastekljene površine. Obe izbiri pa, v nasprotju s težkimi masivnimi stenami z relativno majhnimi površinami okenskih odprtin, nudita manjšo sposobnost dušenja zvoka v zraku, ki prihaja iz zunanjega okolja. Prav zato smo lahko upravičeno zaskrbljeni zaradi nezadostne kakovosti in potencialno nezdravega notranjega okolja, kar še posebno velja za stavbe, umeščene v IV. območje varstva pred hrupom. Zaradi naštetega smo s pomočjo računalniškega programa URSA – Fragmat AKUSTIKA – izdelali študijo vpliva različnih sestav fasadnih ovojev in stopenj zasteklitve na zahtevano zvočno izolirnost v različnih območjih varstva pred hrupom. Ključne besede: zvočna izolirnost stavnega ovoja, zvočna izolirnost fasade, zaščita pred hrupom v stavbah, vpliv hrupa na zdravje, strateške karte hrupa Summary l Verification of sound insulation of building envelopes in urban environ- ments is one of the most important actions towards achieving appropriate living and wor- king environment. The Rules on Protection against Noise in Buildings introduced among others an important change and a novelty that for each, even the simplest dwelling unit, thus also for individual single-family house, the efficiency of sound insulation has to be verified, at least of the external envelope, i.e. façade, including window and door ope nings. According to the latest trends in building design, many buildings have recently been built of light load-bearing structures (predominantly prefabricated and timber walls) with large glass surfaces. Compared to heavy solid walls with relatively small surfaces of window openings, such construction does not provide the same muffling of ambient sound from outside environment. This causes legitimate concerns about inadequate qua lity and po- Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 2016 83 ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA•Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič 1•UVOD Po Pravilniku o zaščiti pred hrupom v stavbah [MOP, 2012a] je hrup vsak zvok, ki vzbuja nemir, moti človeka pri delu, drugih dejavno- stih in počitku ter lahko škoduje njegovemu zdravju in počutju. Hrup je eden večjih problemov sodobne civi- lizacije. Po statističnih podatkih EU [WHO, 2011] je preko 40 % vseh prebivalcev Evrope izpostavljenih ravni hrupa čez dan nad 65 dB(A) in ponoči nad 50 dB(A). Na delovnem mestu je več kot 20 % delovne po- pulacije izpostavljene čezmerni ravni hrupa, od tega 50 % nad 80 dB(A) [Bilban, 2005]. Hrup predstavlja pomemben javnozdravst- veni problem [WHO, 2011], katerega vzroki so posredno in neposredno povezani tudi z načrtovanjem grajenega okolja. Kljub zakonskim zahtevam se trend današnje gradnje in prenove nagiba k čim manjši po- rabi energije, področje zaščite pred hrupom pa ni pogosto obravnavano ali je celo spre- gledano. Stavba in njen ovoj se pogosto ne načrtujeta v skladu s principi bioklimatskega načrtovanja [Krainer, 1993], torej v odvis- nosti od lokacije in tudi od zunanjih ravni hrupa. Zvočna zaščita stavb pred zunanjim hrupom je odvisna od zvočne izolirnosti posameznih ločilnih elementov in deleža, ki ga površine teh elementov predstavljajo v skupni površini zunanje ločilne konstrukcije [MOP, 2012b]. Pri tem imajo pomembno vlogo tudi transpa- rentni deli ovoja. Z večjim deležem zasteklitve je zvočna zaščita čez celoten ovoj zmanjšana ([MOP, 2012b], [Mehta, 1999]), kar poslabša zvočno izolirnost stavb in znižuje kvaliteto bivanja, zato je kakovost vgrajevanja transpa- rentnih delov izrednega pomena. Toplotnoizo- lacijski materiali skupaj z opeko ali drugo nosil- no konstrukcijo lahko celo zmanjšajo zvočno izolirnost stene, saj fasadni sistem deluje kot dodatna membrana z lastnim resonančnim območjem, ki pogosto poveča prenos zvoka. tentially unhealthy internal environment, which is especially true for buildings located in zone IV of noise protection areas. For all the above reasons, we decided to use the software URSA – Fragmat AKUSTIKA to study the influence of various façade envelope compositions and glazing levels on the required sound insulation in different noise protection areas. Key words: sound insulation of building envelope, sound insulation of façade, protection against noise in buildings, influence of noise on health, strategic noise maps Programsko orodje uporablja za izračun enačbe po tehnični smernici [MOP, 2012b] in veljavnih standardih SIST EN 12354-3:2001: Akustika v stavbah – Ocenjevanje akustičnih lastnosti stavb iz lastnosti sestavnih delov ([SIST, 2001a], [SIST, 2001b], [SIST, 2001c]), ki so opisane tudi v teoretičnem ozadju [URSA, 2013a]. Primerjave smo naredili s fasadnimi ovoji, izbranimi v bazi elementov, ki se nahajajo v programu in v knjigi Architectural acoustics [Long, 2006]. Velikost varovanega prostora smo določili glede na splošno upo rabljane dimenzije prostorov pri gradnjah stanovanjskih stavb v Sloveniji. Dimenzije varovanega notranjega prostora predstavljajo aktivni prostor (npr. dnevno sobo), velikosti 24 m2. Pri različnih variantah smo spreminjali delež zasteklitve. Zaradi lažje primerjave vpliva transparentnega dela fasadnega ovoja prva varianta (V0) ne vse- buje oken. Druga varianta (V1) predstavlja z vidika svetlobnega udobja prostor s pre- majhno dovoljeno dimenzijo oken (1 m2) 2•PREDPOSTAVKE, METODE RAZISKOVANJA IN PROGRAMSKO ORODJE glede na velikost varovanega prostora, kot navaja 29. člen Pravilnika o zahtevah za zagotavljanje varnosti in zdravja delavcev na delovnih mestih [Uradni list RS, št. 89/1999], in je namenjena zgolj za primerjavo zvočne izolirnosti, kjer večinski delež stavbnega ovoja sestavlja netransparentni del stavb- nega ovoja. Varianta 2 (V2) predstavlja glede na zakonske zahteve [MDDSZ, 1999] prostor s primerno minimalno dimenzijo transparent nega dela ovoja. Tako površina okna znaša 4 m2 in predstavlja 25 % fasad- nega ovoja. Zadnja varianta (V3) opisuje prostor s stavbnim ovojem, kjer površina transparentnega dela ovoja predstavlja prevladujočo izbiro pri gradnjah novih stano- vanjskih enot v se da njem času. Površina okna v tem primeru je 8 m2, kar znaša 50 % celotnega fa sadnega ovoja, in to je glede na zakonske za hteve nadstandardno povečana zastekljena površina. Variante smo primerjali med seboj glede na vrsto stavbnega ovoja in glede na ustreznost po zakonskih za- htevah v odvisnosti od območja varstva pred hrupom. Pri tem vrste zasteklitve nismo spreminjali. Velikost transparentnih odprtin [m2] Delež transparentnega dela fasadnega ovoja [%] Varianta 0 0 0 Varianta 1 1 6 Varianta 2 4 25 Varianta 3 8 50 Preglednica 1•Predstavitev variant Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 201684 Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič•ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA Vrste zvoka v odvisnosti od frekvence zvočnega valovanja delimo na infrazvok (frek- vence pod 16 Hz), slušni zvok (frekvence med 16 in 20.000 Hz) in ultrazvok (frekvence nad 20.000 Hz). Infrazvoka ne slišimo, vendar povzroča vsiljeno nihanje notranjih organov in s tem vpliva na naše počutje in zdravje [Bilban, 1999]. Decibel (dB) predstavlja logaritmično raz- merje dveh količin, npr. dejanska sprememba zračnega tlaka glede na spremembo zračnega tlaka pri pragu slušnosti, medtem ko dB(A) dodatno upošteva še različno občutljivost človeškega ušesa v odvisnosti od frekvence zvočnega valovanja. Na ta način dobimo bolj primerljive vrednosti hrupa za zvočno izolir- nost ob različnih frekvencah [Fletcher, 1933]. 3.1 Človeško zaznavanje zvoka in 3.1 vrednotenje hrupa Sposobnost, da slišimo in pridobimo infor- macijo iz okolice, nam omogoča slušni organ uho, ki pretvarja mehansko valovanje v zraku v električne signale, ki jih živčevje nato prenaša v možgane. Na telesne spremembe, ki nastanejo zaradi čezmernega hrupa, vpliva več dejavnikov, kot so jakost, frekvenca in časovna sprememba zvoka, razpoloženje itd. Psihološki vplivi se pojavijo že pri glasnejšem neprijetnem govoru, višje glasnosti pa vplivajo predvsem na slušni organ, kot prikazuje pre- glednica 3. Poleg poškodbe sluha se vpliv čezmernega hrupa pri 75 dB pozna tudi pri krvnem obtoku po telesu, v očesni zenici, povišanem krvnem sladkorju in neugodnem počutju (nemir, utru- Slika 1•Grafični prikaz obravnavanih različic 3•SLUH, ZVOK IN HRUP Nivo zvočne intenzitete [dB(A)] Opis hrupa okolja 130 Meja bolečine 120 Letalo ob vzletu 100 Pnevmatsko kladivo 90 Glasen radio 75 Avtomobili 60 Pogovor 50 Mirna urbana soseska podnevi 40 Študijski prostori 10 Dihanje 0 Meja slišnosti Preglednica 2•Nekateri tipični zvoki v našem okolju in njihove približne zvočne intenzivnosti LI [dB(A)] Preglednica 2•([Mehta, 1999], [Bilban, 1999]) Nivo glasnost hrupa [dB(A)] Posledice izpostavljenosti 150 Izguba sluha – trajne poškodbe 120–130 Prag bolečine 100 Začasna izguba sluha ob krajši izpostavljenosti 90 Izguba sluha ob večletni izpostavljenosti 65 Psihološki vplivi Preglednica 3•Posledice izpostavljenosti različnim glasnostim hrupa Lp [dB] [ Mehta, 1999] Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 2016 85 ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA•Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič jenost, slabo počutje). Tako pri dolgotrajnih obremenitvah med 80 in 100 dB po daljšem času nastopijo tudi motnje v krvnem obtoku, povišan krvni tlak, travme, glavoboli, prebavne in hormonske motnje [Bilban, 1999]. Na možnost poškodb sluha vpliva tudi čas izpostavljenosti neprestanemu hrupu. Pojavi se začasni in trajni premik praga slišnosti, odvisno od intenzitete, frekvence in trajanja. Če je intenziteta manjša od 65 dB, premik praga slišnosti običajno ne nastopi. Kakšen nivo hrupa je moteč pri posameznem delu, je odvisno predvsem od vrste dela posameznika. Pri miselnih delih, ki potrebujejo visoko stopnjo koncentracije, je moteč hrup že pri 40 dB. Hrup, ki smo mu izpostavljeni v nočnem času, prav tako vpliva na delovanje našega telesa. Čeprav se lahko prilagodimo in celo spimo, vpliva hrupa na naše telo ne moremo izključiti, saj nastopi povišan utrip srca in zvišanje krvnega tlaka. Naše telo je zunanjemu hrupu bolj izpostavljeno predvsem ob cestah in železnicah. 3.2 Hrup v zunanjem okolju Z izrazom komunalni ali okoljski hrup opisu- jemo vse vire hrupa na prostem. Karakteristika in jakost komunalnega hrupa se spreminjata s krajem in časom, zato moramo pri opisu tega hrupa upoštevati njegovo časovno in krajevno porazdelitev. Vire komunalnega hrupa sestavljajo prometni hrup (cestni, železniški, letalski, vodni), in- dustrijski obrati, vojaška, policijska in športna strelišča, različna gradbena dela na prostem, kosilnice, žage, klimatske naprave, koncerti na prostem, hrup zaradi vetra, grmenja, dežja, toče itd. [Čudina, 2014]. Vpliv letalskega pro- meta v Sloveniji trenutno še ni problematičen oziroma je omejen na območje letališč, medtem ko v Evropi več kot 14 % ljudi trpi zaradi hrupa letal [Bilban, 2005]. Glasnost hrupa je odvisna od oddaljenosti in frekvence zvočnega valovanja. Del zvočne energije se pri širjenju v zraku zaradi trenja med delci zraka pretvori v toploto. Dušenje je pri frekvencah nad 2000 Hz večje, medtem ko se frekvence pod 100 Hz prenašajo po zraku skoraj brez izgub. Celotna zvočna energija, ki jo oddajajo mo- torna vozila, presega 20-kratno vrednost vseh drugih primarnih transportnih sredstev (letala, ladje, železnice itd.). Zaradi cestnega hrupa zunaj delovnega časa je stresno obremenjenih več kot 60 % ljudi. V Ljubljani so najbolj obre- menjena območja ob vpadnicah in središče, kjer živi več kot 50.000 prebivalcev, ki so obre- menjeni z dnevno ekvivalentno ravnijo hrupa nad 65 dB(A) (slika 2). Pri tem dnevni pretok presega 20.000 vozil [Špes, 2002]. Področje zvočne zaščite stavb obravnavajo mednarodni in nacionalni pravni akti, ki so obvezni za uporabo, standardi, priporočila in smernice, ki opredeljujejo zunanji hrup, zvočno zaščito stavb in hrup na delovnem mestu. V pravilniku o zaščiti pred hrupom v stavbah [MOP, 2012a] je po novem določeno, da je za vsako enodružinsko ali tudi najbolj enostavno bivalno enoto obvezen elaborat zaščite pred zunanjim hrupom (npr. pred hrupom zaradi prometa, hrupom iz industrij- skih objektov), kjer se v najbolj enostavnem primeru (tj. individualna stanovanjska enota) računsko preverja zvočna izolirnost fasad- nega ovoja. 4.1 Tehnična smernica Tehnična smernica [MOP, 2012b] – kot se- stavni del Pravilnika o zaščiti pred hrupom v stavbah [MOP, 2012a] – je obvezna za upo- rabo na podlagi Zakona o graditvi objektov [RS, 2004]. Predpisuje ukrepe ali rešitve za izpolnjevanje v pravilniku predpisanih zahtev o zaščiti pred hrupom v stavbah. 4.2 Strateške karte hrupa Strateška karta hrupa je standardiziran grafični prikaz stanja obremenjenosti okolja s hrupom na določenem območju. Različne barve na karti predstavljajo različne ravni hrupa na specifičnem območju [ARSO, 2008]. V Opera- 4•ZAKONODAJA tivnem programu varstva pred hrupom, ki ga povzroča promet po pomembnih železniških progah in pomembnih cestah, so za ob dobje od 2012 do 2017 prikazane ocene števila prebivalcev, ki so obremenjeni z mejnimi vrednostmi kazalnikov hrupa Ldvn ≥ 65 dB(A). Zaradi prometa po avtocestah je obremenje- nih približno 8200 prebivalcev, medtem ko je zaradi prometa po drugih pomembnih cestah obremenjenih približno 20.800 prebivalcev. Po navedbah Ministrstva za okolje in prostor [MOP, 2011] so ukrepi za znižanje ravni hrupa z vidika prometne infrastrukture predvsem gradnja protihrupnih ograj, menjava oken in drugega stavbnega pohištva ter ustreznejša obrabna plast vozišč. Drugi navedeni ukrepi so občasno ali celodnevno zmanjšanje hitrosti vožnje ali občasne preusmeritve [MOP, 2011]. Iz tega lahko sklepamo, da so zaradi velike količine vozil in bližine stanovanjske infrastruk- Slika 2•Prevladujoča obremenjenost s hrupom (Lden) [dB] v Ljubljani [Špes, 2002] Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 201686 Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič•ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA ture glavni problem regionalne in hitre ceste, avtoceste pa manj. Hrup na posameznem območju varstva pred hrupom kot posledica obratovanja pomemb- nih cest se je ocenjeval na osnovi model- nih izračunov in na podlagi začasnih metod ocenjevanja kazalnikov hrupa [Špes, 2002]. Slika 2 prikazuje nivoje hrupa zaradi cestnega prometa v Ljubljani leta 2002. 4.3 Vrednotenje hrupa v okolju Hrup v naravnem in bivalnem okolju merimo zato, da ugotovimo obremenjenost območja s hrupom, dejansko stanje hrupa okolja glede na dovoljene mejne vrednosti in izpostav- ljenost posameznikov. V Sloveniji so zakonsko opredeljene štiri stopnje varstva pred hrupom v zunanjem okolju. Opredeljujeta jih Uredba o ocenjevanju in urejanju hrupa v okolju [MOP, 2004] in Uredba o mejnih vrednostih kazal- nikov hrupa v okolju [MOP, 2005]. Štiri stopnje varstva pred hrupom določajo največjo dovoljeno ekvivalentno zvočno raven hrupa v različnih obdobjih dneva, razdeljene na različna območja varstva pred hrupom (v skladu z mejnimi vrednostmi kazalnikov hrupa v okolju v 4. členu uredbe [MOP, 2005], tudi v preglednici 4): – I. območje varstva pred hrupom velja za območje, ki potrebuje povečano varstvo pred hrupom (naravno območje, neposred- na okolica bolnišnic, zdravilišč, naravnih parkov itd.), – II. območje velja za območje, kjer ni do- pusten noben poseg v okolje, ki je moteč zaradi povzročanja hrupa (zgradbe z varo- vanimi prostori, zgolj stanovanjsko območje itd.), – III. območje velja za območje, kjer je do- pusten poseg v okolje, ki je manj moteč zaradi povzročanja hrupa (trgovsko- poslovno-stanovanjsko območje), – IV. območje pa velja za območje, kjer je dopusten poseg v okolje, ki je lahko bolj moteč zaradi povzročanja hrupa (območje brez stanovanj, namenjeno industriji). Mejne vrednosti ekvivalentne zvočne ravni hrupa Lnoč in Ldvn [dB(A)] v posameznem ob- dobju dneva za posamezna območja varstva pred hrupom so predstavljene v preglednici 4 ter se medsebojno razlikujejo v odvisnosti od namena in obdobja dneva. Pri tem se časovno obdobje »dvn« nanaša na cel dan, dan na čas med 6. in 18. uro, večer na čas med 18. in 22. uro in noč na čas med 22. in 6. uro. 4.4 Zvočna zaščita v stavbah Hrup v zgradbah se deli na hrup, ki prihaja iz okolice, in hrup, ki nastaja v stavbi. Delimo ga Območje varstva pred hrupom Lnoč [db(A)] Ldvn [db(A)] IV. območje 65 75 III. območje 50 60 II. območje 45 55 I. območje 40 50 Preglednica 4•Mejne vrednosti kazalnikov hrupa Lnoč in Ldvn v dB(A) za posamezna območja varstva Preglednica 4•pred hrupom [MOP, 2005] Namembnost prostora Mejne vrednosti ekvivalentnih ravni hrupa Leq,A dB(A) dan večer noč Prostori v stanovanju 35 33 30 Sobe v hotelih in domovih za starejše 35 33 30 Bolniške sobe 30 30 30 Ambulante, ordinacije 35 35 35 Učilnice, predavalnice 35 35 35 na zunanji hrup (npr. hrup prometa, industrij- skih obratov), hrup iz drugih prostorov, ki se prenaša po zraku (angl. airborne sound), hrup obratovalne opreme, odmevni hrup in udarni hrup, ki se širi po konstrukciji [MOP, 2012a]. Mejne vrednosti opredeljuje Pravilnik o zaščiti pred hrupom v stavbah [MOP, 2012a] in so določene v Tehnični smernici [MOP, 2012b]. Zvočna izolacija zunanjih in notranjih ločilnih elementov mora biti dovolj velika, da hrup v varovanih in poslovnih stavbah v posameznih obdobjih dneva ne presega mejnih ekviva- lentnih ravni hrupa Leq,A. Pri tem morajo biti izključeni vsi viri hrupa v notranjosti stavbe. Preglednica 5 prikazuje mejne ekvivalentne vrednosti ravni hrupa Leq,A za posamezno obdobje dneva. Preglednica 5•Mejne ekvivalentne vrednosti ravni hrupa Leq,A [dB(A)] za posamezno obdobje dneva Preglednica 4•[MOP, 2012b] Zvočno izolirnost sten R (angl. transmission loss) definiramo kot razliko med vpadno ravnjo zvočne intenzivnosti in skozi steno prepuščeno ravnjo zvočne intenzivnosti. Zvočna izolirnost je odvisna tudi od frek- vence zvočnega valovanja, ki prehaja skozi oviro (steno, medetažno konstrukcijo …). 5•ZVOČNA IZOLIRNOST STEN Delimo jih na štiri območja, ki se pojavijo pri različnih frekvencah, in sicer upogibna togost zvočne pregrade, resonanca sistema, masa pregrade in vpliv koincidenčnega efekta. Pri višjih frekvencah na zvočno izolirnost vpli- va predvsem masa konstrukcije. Podajamo jo v kg/m2. Zvočna izolirnost R se poveča z večanjem površinske mase snovi, kar velja za območje od resonančne frekvence fr do koincidenčne frekvence fc. Večslojne gradbene konstrukcije nihajo kot nihajni sistemi in jih je treba preiz- kušati skupaj [Čudina, 2014]. Netrans- parentne dele ovoja delimo na masivne in lahke. Fasadne stene ali zidove iz lažjih materialov sestavljajo npr. fasadne stene, grajene iz modularnih blokov iz votličastega betona ali opečnih modularnih blokov Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 2016 87 ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA•Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič manjše debeline, montažne stene iz lažjih slojev (npr. stene obložene z mavčnokartonskimi ploščami, lesenimi ploščami itd.) na lesenem ali kovinskem nosilnem okvirju in s polnilom iz mineralne volne [MOP, 2012b]. 5.1 Izračun zvočne izolirnosti zunanjih 5.1 stavbnih ovojev Skupna zvočna izolirnost zunanje ločilne konstrukcije je skupek zvočne izolirnosti posameznih elementov, kot so zunanja stena, okna, vrata, dodatni elementi (npr. roletne omarice, prezračevalniki) in streha [MOP, 2012b]. V SIST EN 12354-3:2001 je podana stan- dardna razlika zvočnih ravni fasade D2m,nT, ki je odvisna od zvočne izolirnosti fasadnega ovoja, oblike fasadnega ovoja in dimenzije prostora. V primeru, da je dodan indeks tr, opredeljuje merjenje s hrupom prometa. D2m,nT = L1,2m-L2+10log (T/T0) [dB] (1) L1,2m … povprečni nivo zvočnega tlaka 2 m pred fasadnim ovojem [dB] L2 … povprečni nivo zvočnega tlaka v spre- jemnem prostoru [dB] T … odmevni čas v sprejemnem prostoru [s] T0 … referenčni odmevni čas [s] (za stano- vanja se predpostavi 0,5 s) Možnost prehoda zvoka skozi pripire med okvirjem in oknom, med okenskim okvirjem in gradbeno konstrukcijo mora biti zmanjšana na najmanjšo možno mero. Za dovolj veliko zvočno izolirnost je zelo pomembna kakovost tesnil pri elementih, ki se odpirajo. Ustreznost rezultatov je odvisna od območja varstva pred hrupom, v katerem je objekt, in od zvočne izolirnosti fasadnega ovoja. V uredbi o mejnih vrednostih kazalnikov hrupa v okolju [MOP, 2005] so določene mejne vrednosti kazalnikov hrupa Ldvn (preglednica 4). V tehnični smernici TSG-1-005:2012 pa so določene mejne ekvivalentne vrednosti ravni hrupa v varovanem prostoru Leq,A, ki znašajo čez dan 35 dB (v preglednici 5). S pomočjo Ldvn in Leq,A dobimo preglednico, ki prika- zuje minimalno standardno razliko zvočnih ravni fasadnega ovoja D2m,nT za posamezno območje varstva pred hrupom, ki še ustreza zakonskim zahtevam (preglednica 6). Razlike med I., II. in III. območjem so le 5 dB, medtem ko je v IV. območju določena 15 dB višja standardna razlika zvočnih ravni fasade (preglednica 6). Kot prikazuje preglednica 7, vsi stavbni ovoji v vseh variantah ustrezajo zakonskim za- htevam za območja I., II. in III., saj minimalna standardna razlika zvočnih ravni varstva pred hrupom D2m,nT povsod presega 25 dB (preglednica 6). V varianti V0, kjer ni ne- transparentnih delov, so zakonske zahteve, razen pri 5 stavbnem ovoju, za vsa štiri območja dosežene. V V1 z velikostjo okna 1 m2, ki ima zvočno izolirnost 31 dB, pa so za IV. območje dosežene le pri masivnih fasadnih ovojih (št. 1, 2, 3, 4) in zadnjem lahkem fasadnem ovoju (št. 7). Ker je ve- likost okna za obravnavano sobo primerna [Uradni list RS, št. 89/1999] le v varianti V3 in V4, lahko povzamemo, da noben stavbni ovoj ne omogoča zvočne zaščite za IV. območje varstva pred hrupom. Čeprav je to območje opredeljeno kot območje brez 6•REZULTATI Območje varstva pred hrupom: D2m,nT [dB] I. območje 15 II. območje 20 III. območje 25 IV. območje 40 Slika 6•Minimalna standardna razlika zvočnih nivojev D2m,nT [dB] za posamezno območje varstva Slika 6•pred hrupom Vrsta netransparentnega fasadnega ovoja V0 V1 V2 V3 D2m,nT [dB] Masivni stavbni ovoji 1 Votličeva opeka + stiropor (NEOSUPER-F) 49 40 34 31 2 Beton + fasadna izolacijska plošča iz steklene volne (URSA FDP 2/Vf) + lesena obloga 61 40 34 31 3 Opečni blok + fasadna izolacijska plošča iz steklene volne (URSA FDP 2/Vf) + lesena obloga 59 40 34 31 4 Polna opeka + stiropor (Neosuper-F) 54 40 34 31 Lahki stavbni ovoji 5 Mavčnokartonska plošča + leseni nosilec in steklena volna + izolacijska plošča + lesena obloga 32 32 31 30 6 Mavčnokartonska plošča + leseni nosilec in steklena volna + omet 40 37 33 31 7 Mavčnokartonska plošča + leseni nosilec in steklena volna + izolacijska plošča + zrak + opeka 51 40 34 31 * rdeča barva ne izpolnjuje zakonskih zahtev za IV. območje varstva pred hrupom, zelena barva izpolnjuje * zakonske zahteve za IV. območje varstva pred hrupom [MOP, 2012b] Preglednica 7•Standardne razlike zvočnih nivojev zunanjega ovoja D2m,nT [dB] za različne zunanje Preglednica 7•ovoje in variante stanovanj, kjer mejne vrednosti kazal nikov hrupa za posamezna območja varstva pred hrupom dosegajo Ldvn = 75 dB, so ob večjih cestah v Ljubljani te vrednosti kljub temu dosežene, kar potrjujejo tudi strateške karte hrupa (slika 2). Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 201688 Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič•ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA Mehta in sodelavci [Mehta, 1999] so z matematično formulacijo prikazali vpliv odpr- tin na zvočno izolirnost celotnega fasadnega ovoja. Kljub 90 % površini netransparentnega dela je zvočna izolirnost celotnega fasadnega ovoja bližje zvočni izolirnosti oken. Izkaže se, da je zvočna izolirnost celotnega ovoja slaba, če stavbni ovoj vsebuje zvočno šibek element, ne glede na to, kako dobro zvočno izoliran je netransparentni del stavbnega ovoja. Dobro zvočno izolirnost celotnega fasadnega ovoja lahko torej dosežemo samo v primeru, če je vsak del fasadnega ovoja dobro zvočno izoliran. Za boljše razumevanje je na sliki 4 predstavljen primer zidu z 10 % površino odprtin. Slika 3•Standardne razlike zvočnih ravni fasade D2m,nT [dB] vseh fasadnih ovojev pri variantah V0, Slika 3•V1, V2 in V3, primerjane z minimalnimi standardnimi razlikami za posamezna območja Slika 3•varstva pred hrupom 7•DISKUSIJA Slika 4•Skupna zvočna izolirnost Rskupna [dB] zidu z različnimi vrednostmi zvočne izolirnosti Rzid [dB] Slika 4•stene in enakimi zvočnimi izolirnostmi Rokna [dB] odprtin, prirejeno po [Mehta, 1999] Zvočna zaščita v stavbah mora biti zagotov- ljena z zadostno zvočno izolirnostjo zunanjih in notranjih ločilnih elementov [MOP, 2012]. Odvisna je predvsem od mase konstrukcije, materiala in oblike [Čudina, 2014]. Pri zvočni 8•ZAKLJUČEK zaščiti stavbnih ovojev so problematični pred- vsem elementi z nižjo zvočno izolirnostjo, kot so okna, roletne omarice in prezračevalniki, ki močno znižujejo izolirnost celotnega stavb- nega ovoja [MOP, 2012b]. Rezultati analize povedo, da je zaradi bistveno slabše zvočne izolirnosti zastek- ljenih površin, znatno bolj pomembna stop- nja zastekljenosti kakor pa izbira zunanje stene ovoja (masivna proti lahki steni), saj imajo zastekljene površine v primerjavi s še tako lahko in s tem posledično zvočno manj izolirno zunanjo steno znatno manjše dušenje zunanjega hrupa. Gradbeni vestnik • letnik 65 • april 2016 89 ANALIZA ZVOČNE ZAŠČITE STAVBNIH OVOJEV GLEDE NA RAZLIČNE NIVOJE ZUNANJEGA HRUPA•Mateja Uršič, Mateja Dovjak, Roman Kunič V I., II. in III. območju varstva pred hrupom praviloma nimamo težav s premajhno zvočno izolirnostjo konstrukcijskega ovoja, četudi iz- biramo lahke konstrukcije in velike zastekljene površine. V primeru IV. območja varstva pred hrupom, kjer presegajo nivoji hrupa Ldvn = 75 dB (slika 2) in so teoretično opredeljena kot območja brez stanovanj, v praksi pa vidimo na teh območjih veliko bivalnih enot, tudi obstoječih, pa v skladu z našimi izračuni ne moremo za- dovoljiti zahtevi po dovolj velikem dušenju zu- nanjega hrupa z lahko obodno steno in hkrati izpolniti pogojev po dovolj veliki zasteklitvi, ki jih po drugi strani zahteva 29. člen Pravilnika o zahtevah za zagotavljanje varnosti in zdravja delavcev na delovnih mestih [MDDSZ, 1999]. Lahko pa v tem območju gradimo trgovske, poslovne in druge nebivalne objekte. S trendi lahke gradnje in velikimi površinami zasteklitev bi morali biti pozorni tudi na relativno slabšo zvočno izolirnost večine uporabljenih oken in drugega stavbnega pohištva, ki močno poslabša izolirnost ce- lotnega ovoja. Na tržišču obstajajo zvočno zaščitna okna, ki dosegajo zvočne izolirnosti do 45 dB, vendar je njihova cena višja. Na zvočno izolirnost oken namreč vpliva dimen- zija stekla in razdalja med zasteklitvami. Da hrup ni zgolj nekaj, na kar se navadimo in prilagodimo, so pokazale tudi številne raziskave, ki so preučevale vpliv hrupa na telo in zdravje. ARSO, Agencija Republike Slovenije za okolje, http://www.arso.gov.si/varstvo%20okolja/hrup/karte/, pridobljeno 9. 7. 2015, 2008. Bilban, M., Hrup kot spremljevalec sodobnega življenja, Evropska kampanja Prenehajte s tem hrupom, http://www.osha.mddsz.gov.si/resources/ files/pdf/kampanje/drBilban_Spremljevalec_sodobnega_zivljenja.pdf, pridobljeno 12. 7. 2015, 2005. Bilban, M., Medicina dela, Ljubljana, ZVD Zavod za varstvo pri delu, 1999. Čudina, M., Tehnična akustika, Merjenje, vrednotenje in zmanjševanje hrupa in vibracij, Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, 2014. Everest, F. A., Pohlmann, K. C., Master Handbook of Acoustics, McGrawHill, 6th edition, 2015. Fletcher, H., Munson, W.A., Loudness, its definition, measurement and calculation, Journal of the Acoustic Society of America 5, 82–108, 1933. Krainer, A., Vernacular buildings in Slovenia : Genesis of bioclimatic growth of vernacular buildings in Slovenia, European Commission TEMPUS Programme, 1993. Long, M., Architectural acoustics. Burlington, Elsevier Academic Press, 2006. MDDSZ, Ministrstvo za delo, družino in socialne zadeve, Pravilnik o zahtevah za zagotavljanje varnosti in zdravja delavcev na delovnih mestih. Uradni list RS št. 89/1999. Mehta, M.. Johnson J., Rocafort, J., Architectural Acustics, Principles and Design, New Jersey, 1999. Miskinis, K., Dikavicius, V., Bliudzius, R., Banionis, K., Comparison of sound insulation of windows with double glass units, Applied Acoustics 92, 42–46, 2015. MOP, Ministrstvo za okolje in prostor MOP, Operativni program varstva pred hrupom, ki ga povzroča promet po pomembnih železniških progah in pomembnih cestah prve faze zunaj območja MOL, Ljubljana, 2011. MOP, Ministrstvo za okolje in prostor, Pravilnik o zaščiti pred hrupom v stavbah. Uradni list RS št. 14/1999, s sprem. Uradni list RS, št. 10/2012a. MOP, Ministrstvo za okolje in prostor, Tehnična smernica TSG-1-005:2012, Zaščita pred hrupom v stavbah, 2012b. MOP, Ministrstvo za okolje in prostor, Uredba o mejnih vrednostih kazalcev hrupa v okolju. Uradni list RS št. 105/2005. MOP, Ministrstvo za okolje in prostor, Uredba o ocenjevanju in urejanju hrupa v okolju. Uradni list RS št. 121/2004. RS, Republika Slovenija, Zakon o graditvi objektov – ZGO-1. 2002, Uradni list RS št. 102, 2004. SIST EN 12354-1:2001, Akustika v stavbah – Ocenjevanje akustičnih lastnosti stavb iz lastnosti sestavnih delov – 1. del: Izolirnost pred zvokom v zraku med prostori, 2001a. SIST EN 12354-2:2001, Akustika v stavbah – Ocenjevanje akustičnih lastnosti stavb iz lastnosti sestavnih delov – 2. del: Izolirnost pred udarnim zvokom med prostori, 2001b. SIST EN 12354-3:2001, Akustika v stavbah – Ocenjevanje akustičnih lastnosti stavb iz lastnosti sestavnih delov – 3. del: Izolirnost pred zvokom v zraku iz zunanjosti, 2001c. Špes, M., Cigale, D., Gspan, P., Jug, A., Lampič, B., Regionalizacija Ljubljane z vidika hrupne obremenjenosti, Karta hrupa na osnovi obstoječih in nekaterih dodatnih meritev, Poročilo, http://www.ljubljana.si/si/mol/mestna-uprava/oddelki/varstvo-okolja/projekti/9180/detail.html, pri- dobljeno 9. 7. 2015, 2002. Špes, M., Cigale, D., Lampič, B., Izstopajoči okoljski problemi v Ljubljani, v: Pak, M. (ur.), Geografija Ljubljane: str. 53-83, Oddelek za geografijo Filozofske fakultete, Ljubljana, 2002. URSA Fragmat, Akustika 2.1.08, Programska oprema, Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Beogradu, 2013a. URSA Fragmat, Akustika 2.1. Priročnik za akustiko, Navodila za uporabo programa, 2013b. WHO, Burden of disease from environmental noise, Copenhagen, Denmark, http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0008/136466/ e94888.pdf, pridobljeno 10. 7. 2015, 2011. 9•LITERATURA