Komšijin televizor koji se čuje kroz „tanke“ zidove, zvuci sa ulice, udarci iz susednog stana… Sve je to buka i razlog zašto je zvučna izolacija neophodna. Ma koliko da pokušavamo da ignorišemo neugodne zvukove, oni utiču na nas, a prekomerna i preduga izloženost može da znači nepovoljne uslove za život i rad u našem prostoru. Zato ćemo u nastavku, pre svega, definisati zvuk i principe zvučne izolacije.
Zvučna izolacija i buka
Da bi se uopšte govorilo o zvučnoj izolaciji treba definisati šta je i kakav je uticaj zvuka u prostoru, šta je buka i koji su načini redukovanja njenog uticaj. Jer zvučna izolacija ima za cilj da se upotrebom odgovarajućih materijala i tehnika smanji buka i uticaji zvuka u određenom prostoru.
Ne postoji univerzalni materijal koji može da izoluje zvuk svih frekvencija. To se postiže kombinacijom principa na kojima se bazira zvučna izolacija.
Šta je zvuk?
Sluhom dobijamo 86% infromacija. Uho, kao organ sluha je stalno aktivno. Zvuk je mehanički talas koji nastaje oscilovanjem nekog izvora. To dovodi do promene pritiska sredine oko tog izvora, zahvaljujući čemu se zvučni talas širi u prostoru.
Ljudsko uho čuje zvuk u rasponu od 16 Hz do 20 000 Hz. U tom opsegu učestalosti registrujemo oscilacije. Sve oscilacije niže od 16 Hz nazivaju se infrazvuk, a zvuk frekvencije više od 20 kHz je ultrazvuk. Frekvencija viša od 1 GHz je hiperzvuk.
Jedinica nivoa zvuka zove se decibel (dB). Nivo šapata je 30 dB, normalnog razgovora 60 dB, računara u visokom vertikalnom kućištu 40 dB, usisivača 75 dB, pneumatskog čekića 110 dB, a aviona koji poleće 140 dB. Zvuk je fizička veličina koja je merljiva. Samim tim merljiva je i buka.
Šta je buka?
Buka podrazumeva svaki neprijatan, neželjen i štetan zvuk koji nam iritira sluh i koji utiče na nas. Buka od koje štitimo prostor nastaje na više načina. U zavisnosti od toga za šta se prostorija koristi i koja vrsta buke je u njoj dominantna, zvučno izolujemo podove, zidove i plafone. Buku u objektu delimo na buku koja se prenosi vazduhom, udarnu buku i buku niske frekvencije.
Zvuci od razgovora, TV, radija ili sličnih izvora mogu da se prenose do i kroz zid, odnosno da se prostiru kroz vazduh tj. prostor. Buku čini i zvuk nastao direktnim udarcem na zid, pod ili plafon – udarni zvuk. Intezivniji je, a primer za udarni zvuk su koraci, tupkanje loptom po podu, pomeranje nameštaja, kucanje eksera u zid… Buka niske frekvencije nastaje od kućnih muzičkih uređeja i sviranjem instrumenata. Tu spada i saobraćajna buka. Prenosi se vibracijom kroz konstruktivne elemente, a prolazi i kroz dobro izolovane zidove, virbirajući kroz njih.
Kako se upravlja bukom?
Upravljanje bukom podrazumeva prigušenje i smanjenje nivoa pozadinske buke. Za efikasnu komunikaciju potrebno je da se postignu normalni nivoi govora između 10dB i 15dB iznad nivoa pozadinske buke. Pozadinska buka u praznoj poslovnoj zgradi, na primer, može imati vrednost i do 40 dB.
Akustika je nauka o zvuku koja se bavi zvučnim talasima i promenama zvučnog pritiska. Zvukovi se mogu kontrolisati smanjenjem eha, odnosno apsorpcijom zvuka i zvučnom izolacijom. Ovo podrazumeva smanjenjem preglasne buke koja se prenosi vazduhom, udarne buke i zvukova sa spoljne strane prostorije na prihvatljiv nivo zvuka koji ne iritira i ne smeta.
Šta je zvučna izolacija?
Zvučna izolacija ima za cilj da se svede na minimum prolaz zvuka kroz zid, pregradu ili plafon. Kako zvuk nastaje vibracijama vazduha, smanjenje buke znači slabljenje tih vibracija pri prolasku kroz pregradu. Sposobnost nekog materijala da smanji jačinu zvuka u istoj prostoriji jeste apsorpcija zvuka.
Različiti materijali, različito se ponašaju. Zvučna izolacija stoga je kompleksna nauka, neretko i kontradiktorna. Pojedini faktori utiču na poboljšanje zvučne izolacije, dok je istovremeno i pogoršavaju. Zato nije uvek lako proceniti da li će nešto imati pozitivan ili negativan uticaj na prodor zvuka u drugu prostoriju. Zbog toga postoje pojednostavljena rešenja koja su prilagođena najčešćim situacijama koje se sreću.
Zvučna izolacija i principi na kojima se bazira
U suštini možemo izdvojiti pet principa zvučne izolacije pod uslovom da su izbegnuti zvučni mostovi i da je postignuta zaptivenost sistema izolacije. Treba napomenuti da principi pojedinačno nemaju nekog većeg efekta već najbolje rezultate daju kao kombinacija.
1. Princip mase
Princip mase svodi se na to da teži zid teže vibrira. Prosto i logično. Teži materijal zida, poda ili plafona znači i veću zvučnu izolaciju. Sam po sebi, ovaj princip ne donosi prevelika poboljšanja ukoliko se ne kombinuje sa ostalim principima.
Dupliranje mase zida poboljšava zvučnu izolaciju za oko 6dB. Koristan je u situacijama gde je problem buke povezan sa postojećim pregradama male mase. Dupliranje slojeva gips kartonskih ploča daje efekat od oko 4 do 5 dB smanjenja.
2. Princip odvajanja
Stvaranjem vazdušnog džepa između dva sloja pregrade, sa što manje fizičkih veza, postiže se poboljšanje zvučne izolacije. Ovo se radi umetanjem elastičnih materijala između slojeva pregrade ili formiranjem dvostrukih pregrada sa smaknutim stubovima. Deo zvuka oslabi prolaskom kroz vazdušni džep, dok se ostatak redukuje nailaskom na izolaciju od apsorbujućeg materijala (staklena vuna na primer).
3. Princip apsorpcije.
Ovaj princip poistovećuje se sa pojmom zvučna izolacije. Podrazumeva umetanje apsorpcionih materijala (uglavnom mineralne vune) pa se deo zvuka gubi unutar samog materijala. Dodavanje materijala kao ispune snižava vrednosti rezonantne frekvencije celog sistema. Na veoma niskim frekvencijama, na žalost, ovo nema mnogo smisla.
4. Princip rezonancije
Ovoje princip na koji prethodni principi mogu negativno da utiču. Jer na rezonantnoj frekvenciji kompletan sistem sa dodatom masom, apsorberima, vazdušnim džepovima i ostalim elementima vibrira i prenosi zvuk. Što je rezonantna frekvencija niža, to je bolje.
Svaki mehanički sistem ima sopstvenu frekvenciju oscilovanja. Rezonancija nastaje kad se frekvencija prinudnih oscilacija (zvuk) poklopi sa frekvencijom oscilovanja sistema. Amplituda oscilacija linearno se povećava tokom vremena, a jačina zvuka srazmerna je amplitudi oscilacija.
Rezonancija se rešava prigušenjem ili pomeranjem rezonantne tačke:
- Prigušenje je kao kad vinsku čašu stegnete rukom kako biste umirili zvonjenje nakon kucanja i nazdravljanja. Koristi se odgovarajući elastični materijala koji smanjuje (prigušuje) amplitudu oscilovanja i nivo zvuka koji se prostire sa druge strane oscilujuće komponente
- Pomeranje rezonantne tačke – Koristeći se pravilnom kombinacijom prva tri principa, rezonantna frekvencija se može pomeriti na niže vrednosti. Ukoliko zvučna oscilacija u oblasti rezonantne frekvencije deluje dovoljno kratko, do pojave rezonancije zapravo neće ni doći. Za pojavu rezonancije bitan je faktor vremena trajanja pobudnih oscilacija. Kod rezonancije tokom trajanja pobudnih oscilacija povećava se amplituda pobuđenog elementa. Takve oscilacije najčešće su ispod 70Hz. Pregradni element ređe će biti izložen zvuku frekvencije od 70Hz nego od 100Hz. To znači da je smanjena i verovatnoća da će se u praksi uopšte pojaviti rezonancija takvog elementa.
5. Princip provođenja zvuka
Ovaj princip podrazumeva indirektno provođenje zvuka kroz konstruktivne elemente koji nisu u neposrednoj vezi sa pregradnim elementom.
Zvuk se u susednu prostoriju prenosi i vibriranjem kroz plafon i pod, vrata i prozore. Veći deo buke prolazi upravo ovuda. Sprečiti da se zvuk prostire provođenjem kroz plafonsku odnosno podnu konstrukciju, postiže se umetanjem mehaničkih prepreka, kanala, prigušivača oscilacija i to na strani izvora buke.
Dobro izveden sistem zvučne izolacije svodi se na povećanje mase, mehaničko razdvajanje i prigušenje i ubacivanje apsorbera. Sve što radimo, a ne poboljšava ove stvari, nema efekta.
Na primer, postavljanje još jednog sloja mineralne vune neće imati neki značajan efekat ako smo jedan sloj već postavili u vazdušni prostor spuštenog plafona.
U suštini, svaku od aktivnosti treba sprovoditi samo ako već nije sprovedena.
Zvučna izolacija kao zaštita od udarne buke
Kad govorimo o udarnoj buci, rešenje je princip provođenja zvuka direktno kroz konstruktivne element, pri čemu se problem tretira sa strane izvora buke. U prevodu treba izolovati pod u gornjoj prostoriji, umesto plafona u donjoj. Ovim se treba voditi kada se radi izolacija buke od poda ka prostoriji ispod. Osim ukoliko se donja prostorija ne izoluje istovremeno i po zidovima i po plafonima.
Zvuk, kao i voda, nađe prolaz do donje prostorije kroz konstukciju. Na primer, intervencija samo na spuštenom plafonu, direktno ispod izvora buke, imaće neki uticaj na redukciju zvuka. Ipak ostće nepokriveni neki pravci kroz koje zvuk prolazi i ukupan efekat biće slab. Najbolje rešenje je postaviti materijal koji apsorbuje zvuk u zoni izvora buke. Ovim su presečeni svi putevi kojima zvuk može da se prenese kroz konstrukciju.
Zvučna izolacija i princip zakona mase
Akustički zahtevi u odnosu na pregradne konstrukcije u građevinskim objektima obuhvataju zidove, međuspratne konstrukcije, vrata i prozore. Sposobnost da zadržavaju zvučnu energiju pokazuje njihovu izolacionu moć koja se izražava u dB i kreće se od oko 20dB (slabija vrata) i do preko 60dB (veoma masivni zidovi). Zavisi od fizičkih svojstava pregrade (težina, odnosno površinska masa i složenost unutrašnje strukture).
Izolaciona moć pregrade srazmerna je njenoj površinskoj masi. Ovo je takozvani zakon mase. Pri konstantnoj debljini pregrade njena izolaciona moć je veća ako je materijal od koga je sačinjena veće specifične težine. Kada je pregrada od materijala manje specifične težine, izolaciona svojstva poboljšavaju se povećanjem debljine materijala. Na primer, pregrada od lakog betona (gasbetona) treba da ima debljinu od 22cm da bi približno ostvarila izolacionu moć koju ima pregrada od običnog armiranog betona debljine 7cm. Ili obostrano malterisan zid od pune opeke na kant.
Višestruke pregrade
Povećanje izolacione moći većom površinskom masom pregrade ima svoja praktična ograničenja. Jer pregrade onda budu velike debljine i teške. Osim povećanja mase, akustički zahtevi pregradnih konstrukcija mogu se zadovoljiti višestrukim pregradama, takozvanim “sendvič konstrukcijama”.
Višestruka pregrada bazira se na unutrašnjoj strukturi koja ima dva ili više slojeva čvrstog materijala. Između njih se ostavlja razmak odnosno sloj vazduha. Ovaj međuprostor može biti popunjen nekim poroznim apsorpcionim materijalom koji samo može da doprinese povećanju izolacione moći. Izolaciona svojstva ovih pregrada određuje težina čvrstih slojeva, njihovo međusobno rastojanje i kako su međusobno fizički povezani.
Ovo je jedna od najčešćih zabluda gde se smatra da je upravo ispuna (koja je najčešće mineralna vuna) suština zvučne izolacije. Izolaciona moć pregradnih konstrukcija je u dovoljnoj masi, u optimizaciji raspodele težina pojedinačnih slojeva i njihovih međusobnih razmaka, kako bi se akustički ciljevi postigli sa minimalnom mogućom ukupnom debljinom pregrade.
Vrata
Otvaranje i ugradnja određuju realan aksutički kvalitet vrata u građevinskim objektima. Zvuk prolazi kroz krilo, ali i kroz fuge između krila i okvira i između okvira i zida. Što znači da materijal od kog su vrata može biti bez značaja, a da izolacionu moć određuje izrada i ugradnja vrata.
Na primer, kada ne postoji prag smanjuje se kvalitet izolacione moći. Fuga širine 1mm smanjuje ukupnu izolacionu moć vrata za oko 5dB u odnosu na vrednost koja bi se dobila da je fuga potpuno zaptivena.
Izolaciona moć vrata znatno je manja od izolacione moći zida oko vrata. Vrata su zato kritičan element koji umanjuje izolaciona svojstva pregrade u celini. Prilikom projektovanja procenjuje se koja je to minimalna izolaciona moć vrata na pojedinim pozicijama koja neće oslabiti zvučnu zaštitu.
Prozori
Sa akustičkog aspekta prozori spadaju u istu kategoriju kao i vrata. Razlika je u tome što kod prozora ne postoji sloboda izbora materijala krila – to je uvek staklo. Zato je akustički kvalitet prozora određen izolacionim svojstvima staklenog okna koja zavise isključivo od njegove mase odnosno debljine. Što je i razlog upotrebe višestrukog, uglavnom dvostukog okna. Veća izolaciona moć prozora postiže se debljim staklima i većim rastojanjem među njima.
Često se koriste prozori sa oknom od dva stakla debljine 3–4mm, sa međuprostorom 10–12mm. Rezultati merenja pokazuju da ovakvo dvostruko okno, ima malo manju izolacionu moć od jednostrukog stakla debljine 5,5mm. To je posledica rezonantnih pojava koje se javljaju u vazdušnom prostoru između dva međusobno bliska stakla. Ipak treba uzeti u obzir termičke karakteristike ovakvog okna u odnosu na jednostruko. Termička poboljšanja ne daju uvek i akustička poboljšanja, ali mora se sagledati i zajednički uticaj.
Zvučna izolacija – zaključak o principima zvučne izolacije
Buka je svaki neprijatan zvuk koji utiče na kvalitet života i rada u prostoriji i nastaje iz više izvora. Raspoznajemo buku koja se prenosi kroz vazduh, udarnu buku i buku niske frekvencije. Zvučna izolacija ima za cilj da smanji i redukuje prolaz zvuka i buke kroz konstrukciju, zidove i pregrade. Bazira se na principima mase, odvajanja, apsorbcije, rezonancije i provođenja zvuka. Izolaciona moć meri se u dB, a najbolje se postiže kombinovanjem principa, materijala i tehnika pri projektovanju i ugradnji.
Dobro izveden sistem zvučne izolacije svodi se povećanje mase, mehaničko razdvajanje i prigušenje i ubacivanje apsorbera.
Više o zvučnoj izolaciji pročitajte u našim tekstovima na temu zvučne izolacije.
Ana Glišić, d.i.g.
