Izolacyjność akustyczna przegród budowlanych

Czym jest hałas?

Hałas to dźwięk niepożądany, wręcz przykry, przeważnie o wysokim poziomie, którego działanie może być uciążliwe lub szkodliwe dla człowieka.

Jak walczyć z hałasem?

W zależności od rodzaju źródła emisji dźwięku rozróżnia się hałas przemysłowy (na stanowiskach pracy i w otoczeniu zakładu), komunikacyjny (drogowy, kolejowy i lotniczy) oraz osiedlowy (komunalny i mieszkaniowy). Bezpośredni wpływ hałasu na ludzi objawia się zakłóceniami ich aktywności tj. wypoczynku, komunikacji słownej, pracy umysłowej, itp., stwarzając jednocześnie odczucie dyskomfortu i uciążliwości wywołanej warunkami akustycznymi. Hałas wpływa niekorzystnie na narząd słuchu, układy nerwowy i krążenia oraz inne narządy wewnętrzne; hałas o poziomie natężenia dźwięku 45–70 dB jest przyczyną występowania u ludzi m.in. uczucia zmęczenia i ogólnego wyczerpania, obniżenia czułości wzroku, zwiększenia częstości występowania bólów i zawrotów głowy, stanów niepokoju i rozdrażnienia, niekorzystnie wpływa na sen i wypoczynek; powyżej 80 dB powoduje uszkodzenia narządowe (trwałe obniżenie ostrości słuchu lub chwilową głuchotę). Bardzo nieprzyjemny i szkodliwy jest krótkotrwały, nieoczekiwany hałas impulsowy powyżej 90 dB oraz wąskopasmowy o wysokiej częstotliwości, powyżej 4 000 Hz, np. pisk, syk.

W akustyce budowlanej mamy do czynienia z dźwiękami powietrznymi (środowisko powietrzne) i dźwiękami materiałowymi (środowisko przegrody). Jest to podział umowny, ale wystarczający (w rzeczywistości występują jeszcze kompilacje tych dźwięków). Skuteczność w ograniczaniu transmisji dźwięku między pomieszczeniami określa izolacyjność akustyczna przegrody budowlanej wyrażonej w dB. Dobrze zaprojektowane przegrody pionowe i poziome powinny zabezpieczyć pomieszczenie przed transmisją hałasu powietrznego i materiałowego, szczególnie hałasu bytowego i urządzeń wyposażenia technicznego budynków.

Wymagania dla izolacyjności akustycznej przegród w budynkach zostały określone w polskich normach z serii 02151-3. Najnowszą normą z tej serii jest norma z października 2015 r oznaczona numerem PN-B-02151-3:2015-10. Stosowanie norm reguluje rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity z 18 września 2015 r., Dz.U. 2015, poz. 1422), dlatego wciąż obowiązuje norma z roku 1999 (PN-B-02151-3:1999), która została wycofana przez PKN i zastąpiona przez normę z 2015 r. Polska Norma PN-B-02151-3:2015 określa wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej ścian wewnętrznych, drzwi, stropów i przegród wewnętrznych oraz wymagania dotyczące dopuszczalnego poziomu dźwięków uderzeniowych przenikających do pomieszczeń chronionych w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych i jednorodzinnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Podano w niej również wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych i uderzeniowych elementów budowlanych. Niniejszą normę stosuje się przy projektowaniu, wznoszeniu i przebudowie budynków mieszkalnych wielorodzinnych i jednorodzinnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Należy pamiętać, że ta norma nie obejmuje pomieszczeń, dla których wymagania dotyczące ochrony przed hałasem są podyktowane specjalnymi względami użytkowymi takich, jak: szkoły muzyczne, rozgłośnie radiowe i telewizyjne, laboratoria do badań akustycznych, obiekty teatralne i kinowe.

Wydanie nowej normy wynikało z konieczności: poprawy i uaktualnienia nazewnictwa budynków i pomieszczeń, podniesienia wymagań w stosunku do rzeczywistych potrzeb i stanu techniki, poprawy sposobu ustalania wymaganej izolacyjności przegród zewnętrznych i wzięcia pod uwagę powierzchni przegród, aktualizacji powołań normatywnych. Celem ich stosowania jest szeroko pojęta ochrona przed hałasem: zewnętrznym, przenikającym do wnętrza budynku z otoczenia, wewnętrznym instalacyjnym i wewnętrznym bytowym.

Jeżeli mówimy o izolacyjności przegród budowlanych to norma zawiera szczegółowe wytyczne i wymagania dla skategoryzowanych obiektów i elementów budowlanych. Wytyczne te dla wygody odbiorcy umieszczone są w tabelach, gdzie w czytelny sposób mamy opisany: rodzaj dźwięku np. powietrzny, rodzaj obiektu np. budynek mieszkalny, przegroda np. stropy między mieszkaniami i wymagana wartość parametru izolacyjności akustycznej, np.:

• minimalna wymagana wartość wskaźnika R’_A1 [dB] - dźwięki powietrzne
• minimalna wymagana wartość wskaźnika L’_n,w [dB] – dźwięki uderzeniowe

Każdy zastosowany na budowie materiał lub element budowlany ma określone parametry izolacyjności akustycznej. Podstawową wiedzę o jego właściwościach uzyskujemy z laboratorium akustycznego, gdzie uwzględnia się poziom ciśnienia po obu stronach przegrody oraz jej wielkość.

Na przykład dla dźwięków powietrznych izolacyjność akustyczną właściwą badanej próbki przegrody wylicza się z poniższego wzoru:

R(f) = L₁(f) - L₂(f) + 10 . log S/A

gdzie:

R(f) - izolacyjność akustyczna właściwa funkcji częstotliwości [dB]

L₁(f) - poziom ciśnienia akustycznego w komorze nadawczej [dB]

Poradnik

Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!

Dołącz do naszej listy i odbierz darmowy magazyn ABC Budowania

Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek!

Zapisz się

Dołącz do naszej listy i odbierz darmowy magazyn ABC Budowania

L₂(f) - poziom ciśnienia akustycznego w komorze odbiorczej [dB]

A - chłonność akustyczna pomieszczenia odbiorczego, [m²]

S - powierzchnia próbki, [m²]

Izolacyjność akustyczną przegrody, wykonanej z tego samego materiału, możemy zmierzyć w terenie, na konkretnej budowie. Procedura obliczeniowa jest podobna do tej wykonywanej w laboratorium. Główne różnice, to rozmiar badanego elementu, wielkość oraz chłonność akustyczna pomieszczeń. Zestawiając pomiary laboratoryjne z terenowymi uzyskujemy następujące parametry:

R_w (C; C_tr) → pomiar w laboratorium → KONKRETNY WYRÓB [PN-EN ISO 10140-2:2011]

R’_w (C; C_tr) → pomiar w terenie → BUDYNEK [PN-EN ISO 16283-1:2014 (140-4:2000)]

Różnica pomiędzy uzyskanymi wynikami z pomiarów laboratoryjnych i terenowych to w uproszczeniu tzw. wskaźnik przenoszenia bocznego K:

R_w – R’_w = K

gdzie:

R_w - ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej – pomiar laboratoryjny [dB]

R’_w - ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej przybliżonej – pomiar terenowy [dB]

C - widmowy wskaźnik adaptacyjny dla hałasu bytowego [dB]

C_tr – widmowy wskaźnik adaptacyjny dla hałasu komunikacyjnego [dB]

K - poprawka określająca wpływ bocznego przenoszenia dźwięku

Istotną rolę odgrywają wskaźniki adaptacyjne C i Ctr. Są to parametry pokazujące jak reaguje dana przegroda pod wpływem hałasu o określonym widmie częstotliwości. Zauważmy, że:

R_w (C;C_tr) => (Rw – C; R_w – C_tr)= (R_A1; R_A2)

R’_w (C;C_tr) => (R’_w – C; R_w – C_tr)= (R’_A1; R’_A2)

Kiedy do oceny izolacyjności akustycznej stosujemy R’A1, a kiedy R’A2? Określa to Polska Norma [PN-EN ISO 717-1:2013]. Wskaźnik R’A1 odnosi się do przede wszystkim do przegród wewnętrznych, przy których uwzględnia się głównie hałas sąsiedzki - rozmowy, dźwięk z radio i telewizji, ale też ruch na drodze > 80 km/h, ruch kolejowy z dużą prędkością, samoloty odrzutowe w małej odległości, zakłady przemysłowe emitujące hałas o średnich i wysokich częstotliwościach. Natomiast R’A2 stosujemy głownie do przegród zewnętrznych, gdzie źródłem hałasu jest uliczny ruch miejski, ruch pojazdów torowych (małe prędkości), samoloty odrzutowe z dużej odległości, muzyka klubowa, zakłady przemysłowe emitujące hałas o niskich częstotliwościach, helikoptery, czy urządzenia instalacyjne budynku.

Zauważmy, że w ulotkach i katalogach wyrobów Siniat głównym parametrem opisującym izolacyjność akustyczną jest wskaźnik RA1 (bez primu). Wynika to z oczywistych względów, że mamy do czynienia ze ścianami działowymi w systemach suchej zabudowy, które głównie stosujemy wewnątrz budynku. Jeżeli jednak przegrodę wykonaną w systemie Siniat zechcemy zastosować w projekcie budowlanym lub zmierzymy jej izolacyjność akustyczną na budowie, wtedy posługujemy się parametrem R’A1 (z primem), uwzględniającym przenoszenie pośrednie całego układu przegród.

Tutaj zwracam uwagę, że w normie PN-B-02151-3:2015-10 wprowadzono pewne uproszczenie dla projektantów. Mianowicie większość wymagań dla izolacyjności akustycznej jest opisanych wskaźnikiem R’A1. Jednak dla ścian działowych w obrębie tego samego mieszkania posługujemy się wskaźnikiem RA1, co oznacza, że w tym przypadku możemy sięgać po gotowe rozwiązania firmy Siniat wprost z katalogu, nie martwiąc się o przenoszenie boczne. Jest to bardzo wygodne i praktyczne rozwiązanie.

W polskich normach występują jeszcze inne wskaźniki izolacyjności, np.:

• D’_{nT, A1} - ważony wskaźnik oceny wzorcowej różnicy poziomów [dB]
• L’_n,w – ważony wskaźnik poziomu uderzeniowego znormalizowanego przybliżonego (w budynku) [dB]
• ΔL_w - ważony wskaźnik zmniejszenia poziomu uderzeniowego podłogi pływającej lub lekkiej podłogi ułożonej bezpośrednio na stropie albo wykładziny również położonej bezpośrednio na stropie.

Przy projektowaniu budynku i jego przegród wewnętrznych należy uwzględnić wpływ wszystkich dróg przenoszenia dźwięku, w tym przenoszenia bocznego. Dźwięki w budynku przenoszą się nie tylko drogą najkrótszą, przez ścianę czy strop oddzielające pomieszczenia, ale również przez np. ściany zewnętrzne - zarówno w kierunku pionowym jak i poziomym, stropy i wszystkie pozostałe przegrody w budynku.

Wpływ przenoszenia bocznego określa się drogą pomiarową oraz w sposób obliczeniowy zgodnie z normami PN-EN 12354-1 i PN-EN 12354-2.

Do obliczenia przenoszenia bocznego dźwięku niezbędna jest znajomość szeregu danych określających właściwości elementów budowlanych rozdzielających pomieszczenia: izolacyjność akustyczną właściwą elementu rozdzielającego pomieszczenia oraz elementów przylegających do przegrody rozdzielającej - po obu stronach przegrody; powierzchnie elementu rozdzielającego pomieszczenia i wszystkich elementów do niego przylegających oraz długości złącz pomiędzy elementami; przyrosty izolacyjności związane z zastosowaniem ustrojów zwiększających izolacyjność akustyczną przegród - ΔR; wskaźniki redukcji drgań dla każdej drogi przenoszenia i każdego złącza. Norma zawiera wartości wskaźników K dla różnych typów złącz, tj. złącza ścian lekkich dwupowłokowych, złącza ściany z warstwami elastycznymi, sztywnego złącza krzyżowego, czy złącza typu T. Proces obliczeniowy jest trochę skomplikowany jednak niezbędny dla prawidłowej oceny efektywnej izolacyjności akustycznej projektowanego układu ścian.

Zauważmy, że pojawił się stosunkowo nowy wskaźnik, który od omawianych parametrów różni się dodatkowym symbolem "R". Jest to tzw. Wskaźnik projektowy, który wprowadza korektę 2 dB na zastosowane rozwiązania przegród i elementów budowlanych:

• R_A1R = R_A1 - 2dB
• R_A2R = R_A2 - 2dB
• L_n,wR = L_n,w + 2dB
• ΔL_wR = ΔL_w – 2dB

Przyjęte w projekcie wartości izolacyjności akustycznej konkretnych rozwiązań, np. ścian działowych Siniat, skorygowane o 2dB dają pewność, że zostaną osiągnięte na etapie budowy.

Przy wytycznych projektowych musimy uwzględnić wiele czynników: normy, parametry elementów i materiałów budowlanych, korektę tych parametrów z uwzględnieniem funkcji i wpływu otocznia na obiekt, jego zaplecze techniczne a nawet zmiany urbanistyczne okolicy i jej infrastruktury. To złożony i pracochłonny proces. Czasami należy również uwzględnić czynnik ludzki - czyli brak wiedzy Inwestora czy Wykonawcy, którzy chcąc zaoszczędzić na materiałach, a tak naprawdę narażają się na większe koszty. Oczywiście taniej jest wykonać od podstaw prawidłowo obiekt niż dokonywać w nim, post factum, "poprawek". Odnoszę jednak wrażenie, że akustyka budowlana jest coraz bardziej doceniana w naszym kraju.

źródło i zdjęcia: Siniat Sp. z o.o.