Název zakázky: Tělocvična ZŠ Dolní Břežany Na Vršku 290 252 41 Dolní Břežany Návrh úprav prostorové akustiky tělocvičny Zakázka č.: 1-0215-1948/3 Zadavatel: VPÚ DECO Praha a.s. Podbabská 1014/20 160 00 Praha 6 Obsah dokumentace: Akustická studie Datum: Únor 2015 AKUSTICKÉ CENTRUM 2015 Bělohorská 131, 169 00, Praha 6, Tel.: 777099105, 235315094-5, Fax.: 235315096 e-mail: fleischman@akustickecentrum.cz, http://www.akustickecentrum.cz/ IČ: 27420035, DIČ: CZ27420035
Název zakázky: Tělocvična ZŠ Dolní Břežany Na Vršku 290 252 41 Dolní Břežany Návrh úprav prostorové akustiky tělocvičny Zodpovědný pracovník: Spolupráce: Ing. Robert Fleischman kolektiv Akustického centra AKUSTICKÉ CENTRUM je autorizovaná laboratoř Státním zdravotním ústavem (č. A0030100810 ze dne 31.5.2010) k výkonu autorizovaného měření hluku dle zákona č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Výsledky obsažené v dokumentaci jsou duševním vlastnictvím AKUSTICKÉHO CENTRA s.r.o. Jejich veřejná publikace a další využití nad rámec původního smluvního určení nebo předání třetí osobě je vázáno na souhlas zpracovatele.
3 Obsah 1 Úvod... 4 2 Výchozí údaje... 4 2.1 Podklady... 4 2.2 Použitá literatura... 4 2.3 Základní charakteristiky prostoru... 5 3 Normativní požadavky a doporučení... 6 4 Návrh akustických úprav... 7 5 Závěr... 11
4 1 Úvod Tato studie byla vypracována na základě objednávky firmy VPÚ DECO Praha a. s. za účelem návrhu prostorově akustických úprav tělocvičny v objektu ZŠ v Dolních Břežanech. Studie v souladu s objednávkou obsahuje: stanovení prostorově akustických požadavků na tělocvičnu dle příslušných norem a doporučení, návrh prostorově akustických úprav tělocvičny. 2 Výchozí údaje 2.1 Podklady Výkresová dokumentace tělocvičny, zpracovatel VPÚ DECO Praha a.s., 2/2015 Informace poskytnuté zpracovatelem dokumentace - VPÚ DECO Praha a.s. 2.2 Použitá literatura ČSN 73 0525 - Akustika Projektování v oboru prostorové akustiky Všeobecné zásady, únor 1998. ČSN 73 0527 - Akustika Projektování v oboru prostorové akustiky Prostory pro kulturní účely Prostory ve školách Prostory pro veřejné účely, březen 2005. Kolmer F., Kyncl J. Prostorová akustika, SNTL, Praha, 1980. M. Krňák Akustické obklady, VÚZORT. J. Vaverka a kol. - Stavební fyzika 1 urbanistická, stavební a prostorová akustika, VUTIUM, Brno 1998. Databáze firmy Akustické centrum
5 2.3 Základní charakteristiky prostoru Popis prostoru: Tělocvična bude součástí areálu základní školy. Tělocvična bude umístěna na hranici zastavěného území. Ze západu navazuje na základní školu a vilovou čtvrť. Východním směrem je volná, nezastavěná plocha polí. Tělocvična by měla sloužit hlavně po potřebu základní školy. Z tohoto důvodu je škola s tělocvičnou propojena spojovacím krčkem. Základem tvaru pláště tělocvičny je elipsoid. Výška haly k podhledu v místě svislé osy je 9,65 m. Centrem tělocvičny je sportovní plocha o rozměrech 42 x 24 metru, dělitelná příčně na tři části stahovací roletou. Každá z třetin má velikost pro volejbalový kurt. Plocha je obestavěná po delších stranách dvoupodlažními hmotami, kratší strany jsou volné. Na straně bližší škole jsou v přízemí šatny pro žáky a sportovce s hygienickým zázemím. V patře jsou kabinety učitelů, šatna rozhodčích a strojovny technických zařízení. Na straně se vstupem diváků je tribuna pro 250 osob, pod kterou je umístěno zázemí bufetu, WC návštěvníků a nářaďovny. Důležitým prvkem je eliptická chodba po obvodu haly, která dispozici propojuje a funguje jako tréninková dráha s délkou 160 metrů. Konstrukce tribuny, šaten, hygienických zařízení, zázemí pro učitele a technologické prostory jsou navrženy z monolitického betonu. Veškerá schodiště jsou navržena z prefabrikovaných betonových panelů. Nášlapnou vrstvu na podlaze tělocvičny tvoří vrstvené PVC (např. Taraflex, Gerflor apod.). Podhled i stěnový obklad mají být dle zadání vybudovány z laťovaného zvukově pohltivého obkladu. Stejným typem obkladu má být pokryta i stěna pod tribunou a stěna šaten a hygienického zázemí přiléhající ke sportovní ploše. Základní rozměrové charakteristiky prostoru: půdorysná plocha..... 5 917 m 2 celková povrchová plocha... 1 530 m 2 objem.........15 511 m 3
6 3 Normativní požadavky a doporučení Požadované akustické kvality uzavřených prostorů se dosáhne volbou vhodných typů akustických prvků, nalezením jejich optimálního množství (výměr) a příhodným rozmístěním těchto výměr na stěnách a na stropě místnosti. Hlavní kritérium pro výběr prvků a stanovení jejich potřebného množství představuje kmitočtový průběh doby dozvuku dané místnosti, tedy hodnoty doby dozvuku v jednotlivých oktávových pásmech 125 Hz až 4 khz, resp. 250 Hz až 2 khz. Normativní požadavky na akustické řešení prostorů ve školách jsou uvedeny v normách ČSN 73 0525 a ČSN 73 0527. Optimální doba dozvuku Norma ČSN 73 0527 udává optimální hodnotu doby dozvuku To při kmitočtu 1 khz (resp. 500 Hz) v závislosti na účelu a případně též objemu prostoru. Je v ní uvedeno i normované toleranční pásmo kmitočtového průběhu doby dozvuku T/To pro jednotlivé typy prostorů. Pro tělocvičny je optimální doba dozvuku v normě ČSN 73 0527 stanovena následujícími vztahy: T0 = 0,3961 log V + 0,023 (vztah platí pro rozsah objemů V = 500 až 3 000 m 3 ) T0 = 1,0366 log V 2,204 (vztah platí pro rozsah objemů V = 3 000 až 20 000 m 3 ) Pokud tedy uvažujeme prostor tělocvičny ke zvukově pohltivému podhledu (V = cca 15 511 m 3 ), vychází pro oktávové pásmo 1 khz optimální doba dozvuku To = 2,14 s. Z důvodu zajištění nízké hladiny hluku ze zdrojů umístěných uvnitř prostoru (hluk z činností provozovaných uvnitř tělocvičny, hluk z VZT výdechů apod.) doporučujeme snížit tuto dobu dozvuku na Topt = 2,0 s. Na rozdíl od jiných školních prostorů (běžných učeben a poslucháren) se v tělocvičně vyhodnocuje doba dozvuku v neobsazeném stavu. Toleranční pásmo kmitočtového průběhu doby dozvuku pro prostory tělocvičny a sportovní haly je uvedeno v následujícím grafu.
7 normovaná doba dozvuku T/T 0 [-] 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 125 250 500 1000 2000 4000 střední kmitočet oktávového pásma f [Hz] Obr. 1: Toleranční pásmo kmitočtového průběhu doby dozvuku pro tělocvičny a sportovní haly 4 Návrh akustických úprav Podhled i obklad stěn mají být dle zadání v celé ploše vybudovány z laťovaného zvukově pohltivého obkladu. Latě z dřevěného masívu 60/40 mm (výška šířka) budou uloženy na podkladním roštu na výšku. Mezera mezi jednotlivými latěmi bude 40 mm. Na základě výpočtů doby dozvuku byla stanovena následující skladba zvukově pohltivých obkladů stěn a stropu tělocvičny. Stěny tělocvičny Stěny haly od podlahy do výšky 5 000 mm budou pokryty akustickým obkladem dvou typů (obklad typu I a obklad typu II). Jednotlivé typy obkladů budou pravidelně prostřídány ve svislých pásech šířky 1 000 mm.
8 Obklad typu I skladba obkladu s maximem zvukové pohltivosti v oblasti nízkých kmitočtů (popis od licové strany): latě z dřevěného masívu 60/40 mm (výška šířka), vzd. mezera mezi latěmi 40 mm zvukově průzvučná tkanina DTD deska tl. 12 mm připevněná bez mezery za latěmi podkladní rošt hloubky 80 mm z dřevěných hranolů, mezi nimiž je v celé ploše umístěna minerální vlna (např. Isover AKU 6) tl. 60 mm balená v tenké mikrotenové PE fólii nosná konstrukce haly tělocvičny Celková plocha obkladu I je cca 385 m 2. Obklad typu II skladba obkladu s maximem zvukové pohltivosti v oblasti středních kmitočtů (popis od licové strany): latě z dřevěného masívu 60/40 mm (výška šířka), vzd. mezera mezi latěmi 40 mm zvukově průzvučná tkanina podkladní rošt hloubky 80 mm z dřevěných hranolů, mezi nimiž je v celé ploše umístěna minerální vlna (např. Isover AKU 6) tl. 60 mm balená v tenké mikrotenové PE fólii DTD deska tl. 12 mm připevněná na podkladním roštu nosná konstrukce haly tělocvičny Celková plocha obkladu II je cca 385 m 2. V prostoru u sportovní plochy se nacházejí planparalelní stěny čela tribuny a zázemí tělocvičny, mezi nimiž lze očekávat značnou tendenci ke vzniku třepotavé ozvěny. Proto je nutno alespoň jednu z těchto planparalelních stěn (doporučujeme rozlehlejší stěnu zázemí) ošetřit zvukově pohltivým obkladem.
9 Na čelní stěně vestavby zázemí směrem ke sportovní ploše od podlahy do výšky 3 150 mm bude tedy umístěn zvukově pohltivý laťovaný obklad následující skladby. Obklad typu III skladba obkladu s maximem zvukové pohltivosti v oblasti středních kmitočtů (popis od licové strany): latě z dřevěného masívu 60/40 mm (výška šířka), vzd. mezera mezi latěmi 40 mm zvukově průzvučná tkanina podkladní rošt hloubky 80 mm z dřevěných hranolů, mezi nimiž je v celé ploše umístěna minerální vlna (např. Isover AKU 6) tl. 60 mm balená v tenké mikrotenové PE fólii betonová konstrukce stěny vestavby zázemí tělocvičny Celková plocha obkladu III je cca 132 m 2. Pozn.: Na protilehlou stěnu čela tribuny může být v případě požadavku tvůrce interiéru tělocvičny umístěn obklad z dřevěných latí instalovaných přímo na betonovou stěnu či DTD desku připevněnou k betonové stěně (plocha takového obkladu by byla cca 56 m 2 ). Podhled haly tělocvičny Akustický podhled haly od výšky 5 000 mm nad podlahou bude tvořen dvěma typy zvukově pohltivých podhledů (podhled typu I a podhled typu II). Jednotlivé typy podhledů budou pravidelně prostřídány v následujících periodicky se opakujících pásech: podhled typu I šířky 2 000 mm, podhled typu II šířky 1 000 mm, podhled typu I šířky 2 000 mm, podhled typ II šířky 1 000 mm atd. Podhled typu I skladba podhledu s maximem zvukové pohltivosti v oblasti nízkých kmitočtů (popis od licové spodní strany): latě z dřevěného masívu 60/40 mm (výška šířka), vzd. mezera mezi latěmi 40 mm zvukově průzvučná tkanina
10 DTD deska tl. 12 mm připevněná bez mezery za latěmi závěsný rošt z kovových profilů nebo dřevěných hranolů, mezi nimiž je v celé ploše umístěna minerální vlna (např. Isover AKU 10) tl. 100 mm balená v tenké mikrotenové PE fólii nosná konstrukce haly tělocvičny Celková plocha podhledu I je cca 1306 m 2. Podhled typu II skladba podhledu s maximem zvukové pohltivosti v oblasti středních kmitočtů (popis od licové spodní strany): latě z dřevěného masívu 60/40 mm (výška šířka), vzd. mezera mezi latěmi 40 mm zvukově průzvučná tkanina závěsný rošt z kovových profilů nebo dřevěných hranolů, mezi nimiž je v celé ploše umístěna minerální vlna (např. Isover AKU 10) tl. 100 mm balená v tenké mikrotenové PE fólii nosná konstrukce haly tělocvičny Celková plocha podhledu II je cca 653 m 2. Pozn.: Zde uváděné plochy akustických prvků jsou čistými výměrami zadávanými do výpočtů doby dozvuku tělocvičny (např. nezahrnují plochy světel a světlovodů umístěných v podhledu atd.). Nemohou sloužit jako podklad pro realizaci. Plochy akustických obkladů a podhledů musí být v dalších fázích projektu upřesněny! Vypočtený kmitočtový průběh doby dozvuku takto akusticky upravené tělocvičny je uveden v tab. 1 a graficky znázorněn na obr. 2 (spolu s mezemi odnormovaného tolerančního pásma). Výsledné hodnoty v jednotlivých oktávových pásmech se nacházejí uvnitř tolerančního pásma
11 při jeho spodní hranici. To je z hlediska útlumu hluku vznikajícího uvnitř tělocvičny při jejím provozu jednoznačně příznivé. Navržené akustické úpravy jsou tedy optimálními prostorově akustickými úpravami jak z hlediska požadavku na dodržení optimální doby dozvuku, tak i z hlediska zajištění přijatelné úrovně hluku vznikajícího uvnitř tělocvičny při jejím provozu. 4 3,5 Doba dozvuku T (s) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 125 250 500 1000 2000 4000 Kmitočet f (Hz) Obr. 2: Vypočtený kmitočtový průběh doby dozvuku tělocvičny s akustickými úpravami (meze tolerančního pásma jsou vyznačeny čárkovaně) Kmitočet f (Hz) 125 250 500 1 000 2 000 4 000 Doba dozvuku T (s) 2,04 1,70 1,62 1,64 1,80 1,59 Tab. 1: Vypočtené hodnoty doby dozvuku tělocvičny s akustickými úpravami 5 Závěr V rámci této studie byl proveden návrh prostorově akustických úprav projektované tělocvičny ZŠ v Dolních Břežanech. Navržené akustické úpravy jsou optimálními prostorově akustickými úpravami jak z hlediska požadavku na dodržení optimální doby dozvuku, tak i z hlediska zajištění přijatelné úrovně hluku vznikajícího uvnitř tělocvičny při jejím provozu.
12 Akustické parametry tělocvičny závisejí na mnoha faktorech, z nichž některé nelze s dostatečnou přesností předvídat. Kromě anomálií, způsobených nízkou difuzitou, se jedná též o pohltivost stěn, podlahy, prosklených vstupů atp. Navržené akustické úpravy proto musejí být realizovány ve spolupráci s akustikem, který na základě výsledků kontrolních měření doby dozvuku upřesní výměru akustických materiálů a v krajním případně provede i jiné korekce souboru akustických úprav. Případné změny je možno konzultovat s autory této studie.