GRA

EVINSKA AKUSTIKA

BUILDING ACOUSTICS

Miomir Miji

Elektrotehni

ki fakultet, Bulevar kralja Aleksandra 73, Beograd, SCG

Rezime: Kvalitet zvu

ne zaštite je jedna od komponenti ukupnog kvaliteta svakog gra

evinskog objekta. Ovaj

kvalitet je posledica postojanja zahteva koje name

ovekovog

ula sluha, i

ija zaštita zahteva adekvatnu

materijalizaciju zgrada. U ovom

lanku su prikazani osnovni elementi zvu

ne zaštite: izolaciona svojstva

gra

evinskih pregrada, prozora i vrata, ali i akusti

ki relevantni detalji u na

inu rešavanja konstrukcije, vo

enja

instalacija, itd. Prikazana je složenost puteva prolaska zvuka izme

u prostorija koja

ini da se zvu

na zaštita u

nekim zgradama ne može svesti na rutinske prora

une. Zvu

na zaštita ima svoju ulogu u procesu projektovanja,

a obavezna je kontrola pri tehni

kom prijemu, koja obuhvata proveru kvaliteta zvu

ne zaštite merenjem.

Klju

ne re

i: gra

evinska akustika, zvu

na izolacija, strukturna buka, zvu

na zaštita

Abstract: Sound insulation is a component of general building quality. This characteristic is based on human
hearing mechanism, and its preservation needs appropriate building materialisation. This paper is concerned with
basic elements of sound insulation in buildings: insulation of partitions, doors and windows, and also details
relevant in noise reduction such as warious instalations. The structure of sound energy paths between rooms
influencing the sound insulation very complicated problem in some buildings. Sound insulation is important in
the designing stage, and its controling by measurements in new buildings is obligatory.

Keyword: building acoustics, sound insulation, impact noise, noise reduction

UVOD

Osnovna tema kojom se bavi gra

evinska akustika je akusti

ki kvalitet gra

evinskih objekata,

što je jedna od komponenti njihovog ukupnog kvaliteta. Koliki

e biti zna

aj ove komponente

kvaliteta odre

uju namena zgrade, odnosno njen unutrašnji sadržaj i okruženje u kome se ona

nalazi. U najraširenijem pojavnom obliku zgrada, u stambenim i poslovnim objektima,
akusti

ki kvalitet je regulisan kriterijumima koji su definisani standardima. U složenim

tehnološkim objektima, kao što su to na primer radio i TV centri, razne vrste sala i sli

no,

akusti

ki kvalitet je jedna od centralnih tema u procesu projektovanja i izvo

enja radova. On

se definiše posebnim stru

nim preporukama, standardima relevantnih strukovnih organizacija

ili na osnovu posebno definisanih zahteva korisnika.

Generano se može re

i da boravak ljudi u objektu, odnosno zahtevani kvalitet

njihovog komfora, odre

uje zna

aj akusti

ke komponente kvaliteta zgrade. Ljudske

aktivnosti, bilo da je to stanovanje, rad ili pra

enje nekih doga

aja, diktiraju uslove koje treba

zadovoljiti da bi se moglo govoriti o akusti

kom kvalitetu. U delovima objekata gde nema

dužeg boravka ljudi, ili uopšte nije predvi

en pristup ljudima, akusti

ki kvalitet kao tema pri

projektovanju i gra

enju zgrada se ne razmatra. Zbog toga je u gra

evinskoj akustici uveden

pojam boravišne prostorije da bi se ozna

ili prostori gde je predvi

eno duže zadržavanje ljudi.

U stambenim prostorima to su sobe stana, a u poslovnim objektima boravišne prostorije su
kancelarije. Za takve prostorije su utvr

eni akusti

ki kriterijumi koji moraju biti zadovoljeni.

Sve druge prostorije u objektima (razne pomo

ne prostorije, sanitarni

vorovi, komunikacije i

sli

no) nisu obuhva

ene akusti

kim kriterijumima.

Specifi

nost gra

evinske akustike je u tome što

ovekovo prisustvo u objektu,

odnosno njegovo

ulo sluha, u inženjerski rad pri projektovanju i izgradnji gra

evinskih

objekata uvodi neke netehni

ke pojmove koji postaju osnovni kriterijum u radu. Tako se pri

definisanju gra

evinskog objekta kriterijumi zasnivaju na pojavama kao što su: skretanje

pažnje zvukom, potrebna tišina neophodna za san, ometanje zvukovima pri radu koji zahteva
koncentraciju, ometanje govorne komunikacije i degradacija razumljivosti govora ometaju

zvukovima, i sli

no.

U tom smislu zna

ajno je napomenuti da je

ovek u svim prilikama okružen nekim

zvukovima, samo što u mnogim okolnostima nije svestan toga. Oni su uglavnom relativno
niskog nivoa energije, a postoji i pojava da se na odre

ene vrste zvukova uvo može naviknuti

tako da ih prakti

no ne registruje. Svi takvi zvukovi koji stalno okružuju

oveka nazivaju se

ambijentalna buka. Me

utim, ambijentalna buka je ono što odre

uje šta

e se u datim

okolnostima

uti, a šta ne. Zvuci koji svojom energijom utonu ispod nivoa ambijentalne buke

oveka su ne

ujni. Smanjenjem ambijentalne buke isti zvukovi

e postati

ujni. U

ekstremno tihim ambijentima ljudski govor se može

uti i na velikim rastojanjuma, preko sto

metara. Sa druge strane, na gradskim ulicama zbog saobra

ajne buke razgovor i na malom

rastojanju može biti otežan.

Akusti

ki kvalitet nekog gra

evinskog objekta podrazumeva zadovoljenost svih

specifi

nih zahteva

ula sluha ljudi koji borave u njemu. Osnovna tema pri tome je

ambijentalna buka u delovima objekta gde boravi

ovek, koja poti

e od svih zvu

nih izvora u

okruženju. Budu

i da je akusti

ki kvalitet relativno širok pojam, u oblasti gra

evinske

akustike uveden je uži pojam koji se naziva akusti

ki komfor. On podrazumeva zadovoljenost

skupa elemenata akusti

kog kvaliteta koji neposredno uti

u na kvalitet i ugodnost boravka

oveka u radnim ili stambenim prostorijama.

Akusti

ki kvalitet kao tema gra

evinske fizike novija je od ostalih, klasi

nih tema

gra

evinarstva. U našoj zemlji je 1967. objavljen dokument pod naslovom

″

Pravilnik o

minimalnim tehni

kim uslovima za izgradnju stanova

″

(Službeni list SFRJ broj 45 iz 1967.

godine), što obeležava po

etak formalne obaveze projektanata i graditelja. Danas je ta

obaveza ustanovljena serijom standarda JUS pod zajedni

kim naslovom

″

Akustika u

gra

evinarstvu

″

. U novije vreme neki do njih formirani su prevo

enjem odgovaraju

ih ISO

standarda i nose oznaku JUS ISO.

Praksa je pokazala da se u gra

evinarstvu od svih fizi

kih fenomena koji se mogu

prepoznati u okviru jednog gra

evinskog objekta najmanje znanja ima o zvuku, odnosno

zvu

nim pojavama zna

ajnim za akusti

ki kvalitet. Kao rezultat toga, priroda zvuka i principi

zvu

ne zaštite bremeniti su raznim pogrešnim interpretacijama, predrasudama, zabludama.

Zbog toga se prikaz osnovnih principa gra

evinske fizike mora zasnivati na objašnjenu

osnovnih pojmova o zvuku i prikazu šireg konteksta u kome se rešavaju problemi zvu

zaštite.

1. OSNOVNI POJMOVI FIZIKE ZVU

NOG POLJA

Definicija zvuka glasi: zvuk je svaka vremenski promenljiva deformacija u elasti

noj sredini.

Ovo je zna

ajno jer implicitno podrazumeva za gra

evinsku fiziku važnu

injenicu da je zvuk

mehani

ka talasna pojava. Pojam zvu

ne energije samo je drugi naziv za mehani

ku energiju

zvuka (

esto nazivan nivo zvu

nog pritiska, u anglosaksonskoj literaturi SPL -

sound pressure

level

). Nivo zvuka se izražava u decibelima (dB). Referentna vrednost nivoa zvuka u

vazduhu, koja odgovara nivou zvuka 0 dB, usvojena je svojevremeno konvencijom. Sa tako
definisanom skalom tihi zvukovi u životnoj sredini su reda veli

ine 20-30 dB, normalan govor

je nivoa 60-70 dB, a veoma glasni zvukovi (npr. glasna muzika) ima nivoe 90-110 dB, pa i
više.

Za potrebe merenja i ocenjivanja nivoa zvukova u

ovekovom okruženju uvedena je

korekcija koja ima za cilj da simulira nelinearnosti mehanizma percepcije

ovekovog uva.

Iako je rad

ula sluha u svakom pogledu veoma složen i nestacionaran, za prakti

ne potrebe ta

simulacija je utvr

ena jednostavnom frekvencijskom korekcijom koja je po svojoj prirodi

bliska frekvencijskoj karakteristici slušanja. Ostvaruje se jednim filtrom koji se uklju

uje

ispred mernog instrumenta kojim se meri nivo zvuka. Taj filtar je konvencijom dobio oznaku

″

filtar, pa se tako dobijeni podaci o nivou zvuka izražavaju u jedinicama koje se nazivaju

dBA (

ita se

″

decibeli a

″

Zvuk je talasna pojava. To zna

i da njegovo generisanje, prostiranje i interakcija sa

preprekama podležu poznatim talasnim zakonima. Me

utim, u mnogim okolnostima, posebno

u oblasti gra

evinske akustike, mogu

e je zanemariti njegovu talasnu prirodu i posmatrati ga

samo preko energetskog stanja medija. To u mnogome pojednostavljuje analizu i predikciju,
ali zahteva stalnu pozornost jer uvek ostaju okolnosti kada se zvuk mora posmatrati i kao talas
(sli

no je, na primer, u optici gde se uobi

ajeno primenjuje geometrijski model za opisivanje

ine pojava iz prakse, ali se ipak za neke fenomene, poput difrakcije, svetlost mora

posmatrati kao talas).

Prostiranje zvuka kroz homogenu sredinu podleže odre

enim fizi

kim zakonima.

Njihovo poznavanje omogu

ava predikciju stanja polja na poznatom rastojanju od zvu

nog

izvora, pa

ak i u prostorima složenijih konfiguracija kao što su sobe. Me

utim, procesi koji

se dešavaju pri prelasku zvu

ne energije iz jedne sredine u drugu, na primer iz vazduha u

vrste gra

evinske materijale i nazad ili iz jedne vrste gra

evinskog materijala u drugi,

relativno su složeni i ne mogu se uvek jednostavno analiti

ki modelovati. Pojave na

diskontinuitetima kada zvuk prelazi izme

u dve sredine razli

itih fizi

kih svojstava

predstavljaju najloženije teme gra

evinske fizike. Istovremeno, takve pojave predstavljaju

osnov zvu

ne zaštite u zgradama.

Veli

ina diskontinuiteta sredine kroz koju se prostire zvuk relevantna je za definisanje

dela energije koja

e pre

i iz jednog materijala u drugi. Osnovni parametar

ija promena u

akustici ozna

ava diskontinuitet sredine je gustina

(kg/m

). Prelazak zvu

ne energije iz

jedne sredine u drugu manje je efikasan što je razlika u njihovim gustinama ve

1.2 Zašto akustika u gra

evinarstvu?

Interesantni su po

etni razlozi zbog kojih se uopšte razmatra akustika u gra

evinarstvu. U

centru te inženjerske oblasti je

ovekovo

ulo sluha.

injenica je da zvuk predstavlja fizi

pojavu, ali je on istovremeno i stimilus

ula sluha. Tako je uvo povod, ali i mera stvari u

gra

evinskoj akustici.

spoljašnje

uvo

centri u mozgu

fiziološki uticaj

(>90 dB)

unutrašnje

uvo

srednje

uvo

psihološki uticaj

(svaki nezeljeni zvuk)

mehanicki uticaj

(>140 dB)

Slika 2 - Oblici uticaja zvuka na

oveka

Zvuk je zna

ajna pojava u životu

oveka jer predstavlja sredstvo komunikacije.

utim, zvuk može imati i štetno dejstvo, pri

emu ta šteta može biti razli

ita. Evolucija

živog sveta je išla tokovima koji nisu stvorili ugra

ena zaštitna sredstva

ulu sluha protiv

prejakih pobuda, kao što to imaju ostala

ula. Na slici 2 šematski je prikazana struktura

ula

sluha i mogu

i oblici delovanja zvukova na njega. Vidi se da negativan uticaj može biti kroz

mehani

ka ošte

enja, koja nastaju na pokretnim delovima u spoljašnjem i srednjem uvu pri

veoma visokim nivoima pobude. Dugotrajno dejstvo relativno visokih nivoa zvuka može
izazvati trajne fiziološke promene u unutrašnjem uvu. Najzad, neželjeni zvukovi koje

ulo

sluha registruje može ostvarivati razne psihološke uticaje. Bez obzira na poznate pojave
štetnosti jakih zvukova, može se re

i da je sa aspekta gra

evinske akustike psihološki uticaj

centralna tema, jer on može biti štetan po

oveka i pri veoma niskim nivoima zvuka ako

izaziva ometanje, skretane pažnje, ili ako iritira.
Specifi

nosti psihološkog dejstva zvuka u akustiku kao inženjersku oblast uvodi neke

specifi

ne psihološke kategorije. Iz toga proizilazi i pojam buke. Po me

unarodno usvojenoj

definiciji buka je svaki neželjeni zvuk. Ovde je zna

ajno da se uvodi kategorija željenog i

neželjenog zvuka da bi se merila štetnost, što dalje zna

i da je samo neki zvuk buka. Status

zvuka koji dobija oznaku buke ne zavisi od apsolutne vrednosti njegovog nivoa, nego od

injenice da li on nekog ometa. Paradigma tog pojma je poznata scena iz crtanih filmova kada

glavni junak ne može da spava zato što voda kaplje iz

esme. U apsolutnim fizi

kim merama

zvuk vode koja kaplje je ekstremno niskog nivoa, ali ako nekoga ometa, i to je buka. Iz istih
razloga ne može se re

i da je buka zvuk enormno visokog nivo kakav se može

uti u

diskotekama ili na rok koncertima. Šta više, publika pla

a da bi ga slušala. Ova dva primera

najbolje pokazuju suštinu problema sa kojim se susre

e gra

evinska akustika koja treba da

obezbedi da zvukovi koji normalno nastaju tokom eksploatacije objekta nikoga u njemu ne
uznemiravaju. Taj zahtev može biti manje ili više složen u zavisnosti od toga u kakvim
okolnostima su oni koji mogu biti uznemireni, i koliko su mo

ni izvori zvuka koji rade u

objektu.

Budu

i da je priroda

oveku uskratila mogu

nost zaštite od neželjenih zvukova, u

savremenom životu postoje samo dva na

ina da se

ovek zaštiti: pravilima ponašanja,

odnosno zakonskom regulativom kojom

e se sankcionisati stvaranje zvukova za koje se

može o

ekivati da

e biti štetni po druge, i raznim merama gra

evinske akustike kojim se

zvu

na energija u relevantnim prostorima svodi u zahtevane gabarite. Na taj na

gra

evinska akustika postaje zna

ajan oslonac na kome po

iva komfor ljudi u stambenim i

poslovnim objektima.

2. ELEMENTI ZVU

NE ZAŠTITE U ZGRADAMA

Sa akusti

kog aspekta posmatrano, zgrade predstavljaju jasno ome

enu zapreminu prostora u

kome se relativno izmešano pojavljuju razni zvu

ni izvori, neposredno upravljani ljudima ili

koji rade samostalno kao deo tehnoloških sistema, i drugih ljudi koji istovremeno zahtevaju
odre

eni komfor i ne žele da budu ometani ili uznemiravani njihovim zvucima.

Koegzistencija ovako razli

itih sadržaja u istoj zgradi tema je gra

evinske akustike.

Rešavanje problema njihovog zajedni

kog smeštaja u zgradi nužno mora imati dva

paralelna puta koja zajedno vode ka rešenju: administrativna kontrola upotrebe zvu

nih izvora

i adekvatna materijalizacija zgrada. Inženjerski zadatak u gra

evinskoj fizici je da u zadatim

okvirima administrativne kontrole obezbedi minimalno potrebnu materijalizaciju
gra

evinskog objekta koja

e na dovoljan na

in rešiti istovremeno prisustvo zvu

nih izvora i

ljudi koji ne žele da budu ugroženi bukom. Pojam

″

dovoljnog na

ina

″

definisan je

standardima ili može biti posebno zahtevan od strane investitora kroz projektni zadatak. Ovde

Takva klasifikacija prostorija uvodi u zgrade posebne linije podele, koje su principijelno
sli

ne linijama razdvajanja protivpožarnih zona ili u termici zone grejanih i negrejanih

prostora. To su ravni po kojima se razdvajaju prostorije u kojima u nekim trenutcima mogu
vladati visoki nivoi zvuka i prostorije koje se moraju štititi od njih. Razlika akusti

kih linija

razdvajanja u jednom gra

evinskom objektu u odnosu na razdvajanja koja uvode druge

oblasti gra

evinske fizike je u njihovoj prostornoj gustini i složenosti. Na primer, ravni

razdvajanja u stambenim objektima idu duž svih granica izme

u stanova, izme

u stanova i

komunikacionih prostora, i sli

no. Tako zvu

na zaštita stvara složenu prostornu mrežu

akusti

kih granica u zgradi koja moraju biti adekvatno materijalizovane.

Treba napomenuti da rešenje zvu

ne zaštite, odnosno adekvatno razdvajanje bu

nih

prostorija i prostora koje se akusti

ki štite, nije samo pitanje materijalizacije u objektu.

etak rešavanja ne nalazi se u okvirima gra

evinske fizike ve

u organizaciji prostora,

odnosno u arhitekturi. Adekvatna unutrašnja organizacija prostora u zgradi sa aspekta
akustike treba da obezbediti dovoljnu udaljenost prostorija u kojima se nalaze jaki izvori buke
i prostorija u kojima se nalaze sadržaji osetljivi na buku. Gra

evinska fizika rešava ono što se

nije moglo posti

i organizacijom u zadatim uslovima.

2.3 Kategorizacija prostorija po bu

nosti

Da bi se potrebe u zvu

noj zaštiti mogle svesti u tehni

ki rešive okvire, normativima je

uvedena kategorizacija prostorija prema mogu

oj ja

ini zvu

nih izvora u njima

[

]

. Tako su

uvedene tri kategorije prostorija:
-

obi

ne prostorije,

ne (pogonske ili poslovne) prostorije i

- vrlo bu

ne prostorije.

Podela me

u njima je izvršena prema vrednostima nivoima buke koja se može javljati kao

posledica aktivnosti u prostoriji. Buka se u ovoj podeli posmatra preko srednje vrednosti
njene energije u petnaestominutnim vremenskim intervalima.

Obi

ne prostorije su one u kojima tako posmatrana vrednost nivoa buke ne prelazi

70 dBA. U standarnim objektima, ako nije posebno nazna

eno, pregrade izme

u prostorija se

svojim izolacionim svojstvima dimenzionišu za takve o

ekivane nivoe zvuka u njima, a stvar

je zakona i ku

nog reda da se ispoštuje takav akusti

ki status stanova i drugih boravišnih

prostora. Na osnovu toga su definisane prihvatljive strukture tavanica i zidova izme

boravišnih prostorija susednih stanova, kancelarija i sli

nih boravišnih prostorija.

Kategoriju bu

nih prostorija

ine one u kojima se može o

ekivati da na isti na

definisani nivo zvuka premašuje 70 dBA, ali ne prelazi 85 dBA. Vrlo bu

ne prostorije su one

u kojima vrednost nivo zvuka u pojedinim periodima premašuje 85 dBA.

Ovakva podela prostorija otklanja mogu

u disperziju u na

inima rešavanja zvu

izolacije i na izvestan na

in kvantuje akusti

ke mere prema ove tri definisane kategorije

prostorija. Tokom projektovanja neke zgrade, na po

etku rešavanja zvu

ne zaštite, neophodno

je utvrditi podelu svih prostorija prema navedenim kategorijama i rešenja prilagoditi njihovim
prostornim odnosima.

2.4 Kriterijumi za dozvoljeni nivo buke

Osim kategorizacije prostorija u kojima se o

ekuju izvori buke, druga strana iste teme je

definsanje dozvoljenog nivoa buke u prostorijama iz kategorije onih koje treba štititi. Te
vrednosti, izražene u dBA, pitanje su konvencije, odnosno zakonskih odredbi, i utvr

ene su

odgovaraju

im pravilnicima

[

7,8

]

. U stambenim i poslovnim objektima one su utvr

ene za

boravišne prostorije stana, gde je potrebno zadovoljiti uslove za odmor ljudi, i za kancelarije