AKUSZTIKAI FELADATRÉSZ SEGÉDLET ÉS SZÁMÍTÁSI PÉLDA

Átírás

1 BME ÉPÍTÉSZMÉRNÖKI KAR 2010/2011 tanév 1. félév Épületszerkezettani Tanszék Előadók: Dr. Kakasy László, Dr. Petró Bálint Juharyné Dr. Koronkay Andrea, Dr. Becker Gábor, Dr. Hunyadi Zoltán, Dr Takács Lajos Évf. felelős: Kuntner Ferenc Kidolgozta: Juharyné Dr. Koronkay Andrea egyetemi docens ÉPSZERK 6. N. IV. 2011/2012. TANÉV 1. FÉLÉV AKUSZTIKAI FELADATRÉSZ SEGÉDLET ÉS SZÁMÍTÁSI PÉLDA A feladat tartalma, a kidolgozás célja: A külső zaj elleni védelem megoldása a homlokzat és tetőszerkezet hangszigetelésének méretezése alapján. Az építészeti feladatrész algoritmusa: 1. Az épület és a külső környezet adatainak rögzítése 2. A közlekedési zaj ellen védendő helyiség kijelölése Az akusztikai feladatrész algoritmusa: 3. A külső határoló szerkezeteket terhelő mértékadó zajszint meghatározása 4. A helyíségben megengedett átlagos közlekedési zaj meghatározása 5. A külső határoló szerkezetek szükséges eredő zajcsökkentő hatásának a számítása 6. A terv szerinti összetett külső határoló szerkezetek tényleges zajcsökkentő hatásának meghatározása 7. A külső szerkezetek szükséges és a tervezett szerkezetek tényleges eredő zajcsökkentő hatásának összehasonlítása, szükség esetén a számítás megismétlése A feladatmegoldás peremfeltételei: A külső zaj elleni védelem méretezését az épületben folyó tevékenység függvényében kell elvégezni a nappali és ha szükséges (pl. lakóépület esetében) az éjszakai időszakra is. A külső határoló szerkezeteket a mértékadó zajállapotra kell kiválasztani. A jelen feladatban a méretezést az alábbi kiinduló feltételek mellett végezzük: a számítást csak nappali időszakra végezzük el, csak a közúti közlekedéstől származó zajt feltételezünk, az épületen belüli épületgépészeti szellőzési - zajforrások hatását elhanyagoljuk, az épületen belüli zajos tevékenységek hatásával nem kell számolni, feltételezzük, hogy a méretezett helyiség külső szerkezeteit terhelő zajszint a homlokzat és a tetőszerkezet előtt 2 m-es távolságban azonos értékű, a homlokzati szellőző elemek ha vannak - akusztikai hatásával is számolunk. A méretezésre vonatkozó számpéldát az M1. Melléklet tartalmazza, a szellőztető elemekre példát az M2. Melléklet tartalmaz. 1

2 A FELADATRÉSZ RÉSZLETES MEGOLDÁSA: 1. Az épület és a külső környezet, adatainak rögzítése 2. A közlekedési zaj ellen védendő helyiség kijelölése Az épületszerkezeti feladat alapján kell a korrektorral meghatározni. 3. A külső határoló szerkezeteket terhelő mértékadó zajszint meghatározása A külső határoló szerkezeteket terhelő mértékadó közlekedési zajszint értékét a valóságban zajkataszter vagy helyszíni mérések eredményei és számítások alapján egyedileg határozzák meg, nappali (és ha szükséges) éjszakai időszakra. A közúti közlekedéstől származó külső terhelő zaj jelenlegi feladathoz választható mértékadó értékei: nappali ( 6-22 óra között ) időszakra vonatkozóan: L 1AM : 65 dba, 70 dba, 75 dba 4. A helyiségben megengedett átlagos közlekedési zaj meghatározása Az épületek helyiségeinek zajterhelése az alábbiakból származik: az épület külső környezetéből, az épületben folyó tevékenységektől, a belső, épületgépészeti zajforrásoktól A mostani feladatban az épületben folyó tevékenységektől, és a belső, épületgépészeti berendezésektől származó zajokat elhanyagolható mértékűnek feltételezzük. A helyiségben megengedett átlagos közlekedési zaj értékeit összefoglalóan az A1. táblázat tartalmazza. A1. táblázat A közlekedési zaj L 2A megengedett értékei a helyiségekben az MSZ :2007 szabvány előírásai alapján A helyiségek megnevezése L 2A dba nappal, 6 h -22 h 1. Rendelőintézet kezelő- és műtőhelyiségei Egyéb orvosi rendelő- és kezelőhelyiségek Oktatási intézményben 40 tantermek, előadótermek, tanári szobák, ülés és tárgyaló termek 4. Minden fajta intézmény zajvédelmi szempontból igényes 40 irodahelyiségei 5. Éttermek, eszpresszók 55 éjjel, 22 h -6 h 6. Intézmények akusztikai szempontból kevésbé igényes helyiségei 60 2

3 5. A külső határoló szerkezetek szükséges zajcsökkentő hatásának a számítása A külső határoló szerkezetekre vonatkozó szükséges eredő zajcsökkentő hatás értéke az alábbi összefüggésekkel számítható: S R + A h ' we + C tr = L1 L AM 2 A + 10 lg h db (1) R C = R ' + C + 2 db (2) we A jelölések értelmezése: + tr we tr R we + C tr : a teljes külső határoló szerkezetre vonatkozó, közlekedési zaj elleni zajcsökkentő hatás értéke, ami azonos a külső határoló szerkezetek hangszigetelési követelményével, helyszíni beépítésben, db R we + C tr : a teljes külső határoló szerkezetre vonatkozó, közlekedési zaj elleni zajcsökkentő hatás értéke, ami azonos a külső határoló szerkezetek hangszigetelési követelményével, a helyszín hatása nélkül, db L 1AM : a közlekedési zaj mértékadó A-hangnyomásszintje, dba, (felvehető értékei 3.fejezet szerint ) L 2A : a külső szerkezeteken keresztül bejutó közlekedési zaj megengedett A- hangnyomásszintje, dba, ( értékei az A1. táblázat alapján) S h : a teljes külső szerkezet felülete, m 2, (a homlokzat és a tető tömör és üvegezett felületei együtt) A: a zaj ellen védendő helyiség egyenértékű elnyelési felülete, m 2, A=0,3*V, ahol V a helyiség térfogata, K: távolsági tényező, értéke jelen feladatban: 3 db. C tr : színképillesztési tényező, db K 6. A terv szerinti összetett külső határoló szerkezetek tényleges zajcsökkentő hatásának meghatározása Meg kell határozni az épületszerkezeti terveken alkalmazott, és egyéb szempontok alapján is ellenőrzött, tömör és üvegezett szerkezetekből összetett külső határoló szerkezet tényleges eredő zajcsökkentő hatását, az alábbi számítás alapján: A közlekedési zaj elleni eredő zajcsökkentő hatás értéke, a tervezett szerkezetekre: 10 S1 + S2 + SSZ +.. Sn = lg( ) 0,1*( Rw1+ Ctr ) 0,1*( Rw 2 + Ctr ) 0,1* RWSZ 0,1*( RW 3 Ctr S *10 *10 *10... *10 ) 1 + S2 + SSZ Sn (3) db R + C we tr + A jelölések értelmezése: R we + C tr : a tervezett teljes külső határoló szerkezet, közlekedési zaj elleni eredő zajcsökkentő hatásának tényleges értéke, a helyszín hatása nélkül, db S 1, S 2,.. S n : a tömör és üvegezett szerkezetek felülete, m 2 S SZ : a szellőztető elem fiktív felülete, a számításban 1,9 m 2 rel kell helyettesíteni. 3

4 (R w1 + C tr ), (R w2 +C tr ),.(R wn +C tr ) a tömör és üvegezett homlokzati és tetőszerkezetek, léghangszigetelési jellemzői a helyszín hatása nélkül, (a súlyozott léghanggátlási szám és a C tr értékeiben kifejezve), db, R w : a tervezett külső határoló szerkezetek laboratóriumban meghatározott súlyozott léghanggátlási számai, db ( értékei az A2. és A3. táblázatok alapján) R WSZ : a tervezett helyiségben alkalmazott szellőző elem súlyozott léghanggátlási száma, db ( értéke az M2. segédlet alapján) A2. táblázat Külső szerkezetek súlyozott léghanggátlási számai, R W és C tr értékei a szerkezetek gyártói által átadott laboratóriumi vizsgálati jelentések alapján Sorszám Anyag, szerkezet megnevezése m kg/m 2 SCHÜCO AWS 60 Hőszigetelő üvegezés:6/16/4, gáztöltéssel SCHÜCO AWS 60 Többrétegű hőszigetelő üvegezés:6/16/4, 8/2 VSG SI 0,38/20/6 DOMICO kazettás homlokzati fal, Argon 262 mm R w db C tr db vastag DOMICO tetőszerkezet KINGSPAN rendszerű könnyű szendvicspanel szerkezet közetgyapot hőszigeteléssel (101 mm vastag ) KINGSPAN rendszerű könnyű szendvicspanel szerkezet poliuretánhab hőszigeteléssel (101 mm vastag ) , , Az A2 táblázatban megadott szerkezetek rétegterevei: 3. DOMICO rendszerű kazettás homlokzati falszerkezet v = 0,75 mm acéllemez kazetta (145/600) a kazettában Multirock kőzetgyapot (28 kg/m 3 ) 50 mm Multirock kőzetgyapot (28 kg/m3) páraáteresztő fólia 40 mm légrés, modullécek között 27 mm Planum acéllemez burkolat (v = 1,0 mm) 4. DOMICO rendszerű tetőszerkezet v = 0,75 mm acéllemez kazetta 145/600 a kazettában Sonorock kőzetgyapot (28 kg/m 3 ) 80 mm Durock-A kőzetgyapot (145 kg/m3) páraáteresztő fólia Domitec segédtartó (v=1,5 mm) 0,75 mm acéllemez, Domitec 470, profilmagasság 63 mm 5. KINGSPAN rendszerű könnyű szendvicspanel szerkezet, közetgyapot hőszigeteléssel v = 0,5 mm acéllemez 100 mm közetgyapot v = 0,6 mm acéllemez 6. KINGSPAN rendszerű könnyű szendvicspanel szerkezet, poliuretánhab hőszigeteléssel v = 0,5 mm acéllemez 100 mm poliuretánhab v = 0,6 mm acéllemez 4

5 A3. táblázat Külső szerkezetek súlyozott léghanggátlási számai az Épületfizika jegyzet 6.15., és táblázatai alapján Sorszám Anyag, szerkezet megnevezése m kg/m 2 R w db C tr db 7. Monolit vasbeton fal, 12 cm vastag Monolit vasbeton fal, 15 cm vastag Kisméretű tömör téglafal, kétoldali vakolattal B 30-as falazóblokk fal, kétoldali vakolattal Porotherm 30 N+F fal, kétoldali vakolattal Ytong G2 30 cm-es fal, kétoldali vakolattal Ytong G4 30 cm-es fal, kétoldali vakolattal Hőszigetelő üvegezésű műanyag ablak, mm üvegréteg, mm vastag, normál levegővel töltött üvegezés, 1-2-szeres tömítés 15. Hőszigetelő üvegezésű műanyag ablak, 12 mm üvegréteg, 32 mm vastag, gázzal töltött üvegezés, 3- szoros tömítés Ezen szerkezetek estében adathiány miatt a C tr = 0 db értékkel kell számolni 7. A külső szerkezetek szükséges és a tervezett szerkezetek tényleges eredő zajcsökkentő hatásának összehasonlítása, szükség esetén a számítás megismétlése Az 5. fejezet (1) és (2) összefüggései szerint számított szükséges zajcsökkentő hatás követelmény értékét és a terv szerinti szerkezetekre vonatkozóan a 6. fejezet (3) összefüggése szerint számított, tényleges zajcsökkentő hatás értékét össze kell hasonlítani. Ha a tervezett külső szerkezetek tényleges zajcsökkentő hatása nagyobb, mint a szükséges érték, akkor a külső szerkezetek megfelelnek. Ha a tervezett külső szerkezetek tényleges zajcsökkentő hatása kisebb, mint a szükséges érték, akkor a külső szerkezetek nem felelnek meg a zajvédelem követelményeinek. Ha nem felenek meg, a külső határoló szerkezeteket részben vagy egészben módosítani kell. Megoldásként például nagyobb hanggátlású szerkezetek alkalmazásával a számítást meg kell ismételni. Ajánlott irodalom: 27/2008. (III. 22. KvVM-EüM rendelet, MSZ :2007 sz. Épületakusztika. A homlokzati szerkezetek hangszigetelési követelményei című szabvány Reis F - Várfalvi J.- Zöld A.: Az épületfizika alapjai építészmérnök hallgatók számára c. jegyzet Épületakusztikai alapismeretek c. fejezete Budapest, október Juharyné Dr. Koronkay Andrea egyetemi docens, előadó 5

6 Összeállította: M1. MELLÉKLET SZÁMÍTÁSI PÉLDA Juharyné Dr. Koronkay Andrea egyetemi docens EGY ISKOLAI TANTEREM HOMLOKZATÁNAK AKUSZTIKAI MÉRETEZÉSÉRE Legyen adott egy iskolaépület, melyet főútvonal mellé telepítenek. Az iskola zajvédelmi szempontból kiemelt tanterme esetében a homlokzat akusztikai méretezéshez elvégzendő feladatok az alábbiak: 1. és 2. feladatrész elvégzése az építészeti tervek alapján 3. A homlokzatot, illetve a külső határoló szerkezeteket terhelő mértékadó zajszint meghatározása A példában megadott iskolai tanterem homlokzatát terhelő mértékadó nappali közlekedési zajszint : L 1AM = 75 dba. 4. A helyiségben megengedett átlagos közlekedési zaj meghatározása A tanteremben megengedett átlagos közlekedési zaj értéke az A1. táblázat alapján : L 2A = 40 dba 5. A külső határoló szerkezetek szükséges eredő zajcsökkentő hatásának a számítása A homlokzat összfelülete: S h = 23 m 2 A terem térfogata: 160 m 3 Egyenértékű elnyelési felület: A = 48 m 2 Az (1) összefüggések alapján: 23 R ' we + C tr = lg + 3 = 48 A (2) összefüggések alapján: R we + C tr = R ' we + C tr R = 31,8 db 32 db wer 48 követelmény: = lg + 5 R wer = R' + 2 = 34 db wer 6

7 4. A homlokzati szerkezeti összetevők felületének és léghanggátlásának meghatározása A 15 cm tömör vasbeton falszerkezet felülete: S 1 = 11 m 2 Az SCHÜCO AWS 60 típusú, 6/16/4, rétegfelépítésű, Argon gáztöltéssel kialakított hőszigetelő üvegezésű ablak felülete: S 2 = 12 m 2 A 15 cm tömör vasbeton falszerkezet léghanggátlása az A3. táblázat alapján: R w1 + C tr = = 54 db A hőszigetelés és a homlokzati burkolat léghanggátlását elhanyagoljuk A tervezett hőszigetelő üvegezésű ablak léghanggátlása az A2. táblázat alapján: R w2 + C tr = 37-4 db = 33 db A választott szellőztető elem léghanggátlása az M2. táblázat alapján: R w3 = 34 db 5. A terv szerinti összetett homlokzat eredő léghanggátlásának számítása A tömör falból, az ablakból és a szellőztető elemből összetett homlokzat eredő léghanggátlása: tervezett homlokzat R = lg( ) = 36,4dB w er 10 0,1*54 0,1*34 0,1*34 11* * ,9*10 6. A szükséges és a tervezett homlokzati léghanggátlás összehasonlítása A szükséges léghanggátlás : R wer = 34 db A tervezett homlokzat léghanggátlása : R wer = 36,4 db Értékelés: 34 db < 36,4 db, a tervezett homlokzati szerkezet a hangszigetelési igénynek: 7

8 M2. MELLÉKLET Összeállította: Dr. Hunyadi Zoltán egyetemi docens Ventilátorral is felszerelt gravitációs rendszerű szellőztető készülékek hanggátlási és levegőszállítási adatai G-U Lüftungstechnik termékismertető alapján D nw (1) (db) R 1,9 (2) (db) A készülék típusjele A ventilátor légszállítása (m 3 /h) Természetes szellőzés, m 3 /h, légnyomás különbség: 4 Pa 10 Pa 30 Pa Z ZO Z/ZB ZB101 ZE101 ZU101 ZB102 ZE102 ZU Z100V ZB 101 V ZB 101 V ZE 101 V ZU101 V ZB 102 V ZE 102 V ZU102V Z ZO Z150V ZZB151V ZB 151 V 120 ZE 151 V ZB 152 V ZE 152 V 240 A szellőztető készülékek általában kis méretűek. Hanggátlási jellemzőiket nem lehet valóságos méretükre megadni, mert úgy az eltérő méretű készülékek akusztikai tulajdonságainak összehasonlítására nem volna mód. Emiatt a D n = D + 10 * lg (1) A összefüggés alapján számított D n, w súlyozott szabványos (laboratóriumi) hangnyomásszint különbségükkel, vagy elterjedtebben az 1,9 R 1,9 = D + 10 * lg (2) A 1,9 m 2 -re vonatkoztatott súlyozott (laboratóriumi) léghanggátlási számukkal jellemzik őket, ahol: D - a hangnyomásszint - különbség, L 1 - L 2, (db), és A 2 a vevőhlyiség egyenértékű elnyelési felülete, (m 2 ) 2 8