Izolacyjność akustyczna odgrywa fundamentalną rolę w zapewnieniu komfortu akustycznego w budynkach mieszkalnych, biurowych oraz użyteczności publicznej. Normy dotyczące izolacyjności akustycznej określają minimalne wymagania, którym powinny odpowiadać konstrukcje budowlane, aby zapewnić odpowiedni poziom ochrony przed hałasem. Jednakże rzeczywistość często odbiega od teoretycznych założeń norm, co może prowadzić do niezadowalających efektów w praktyce. Izolacyjność akustyczna w budynkach wpływa nie tylko na komfort użytkowników, ale także na ich zdrowie i efektywność. Głośne otoczenie może negatywnie wpływać na samopoczucie i zdolność koncentracji, dlatego zapewnienie odpowiedniej izolacyjności staje się coraz bardziej istotne.
W niniejszym artykule omówiono problematykę izolacyjności akustycznej, porównano przypadki zgodności z normami i rzeczywistymi warunkami oraz przedstawiono zasady projektowania, których należy przestrzegać.
Według normy ISO 16283-1:2014, izolacyjność akustyczna definiowana jest jako „dziesięć logarytmów dziesiętnych ze stosunku mocy akustycznej W1, padającej na badany element, do całkowitej mocy akustycznej przenoszonej do pomieszczenia odbiorczego, jeśli, oprócz mocy akustycznej W2 przenikającej przez badany element, znacząca jest moc akustyczna W3 transmitowana przez elementy boczne lub inne elementy składowe”.
W potocznym rozumieniu izolacyjność akustyczna określa zdolność przegrody, takiej jak ściana, do ograniczania przenikania dźwięków z jednego obszaru do drugiego. Jest to miara informująca, jak skutecznie dana konstrukcja redukuje poziom hałasu przenikającego przez ściany, podłogi, okna czy drzwi, uwzględniając nie tylko przenoszenie dźwięku przez sam materiał, ale również przez elementy łączące daną konstrukcję do pozostałych przegród. Im wyższa wartość izolacyjności akustycznej, tym lepiej materiał lub konstrukcja redukuje przenikanie dźwięku (zasada ta jest jednak słuszna tylko dla izolacyjności od dźwięków propagujących się przez powietrze – rozmowy, grający telewizor, muzyka i podobne).
Pojawia się pytanie, czy teoretycznie obliczone wartości materiałów rzeczywiście przekładają się na zakładane parametry przegrody. Przykładowo, wartość izolacyjności ścian działowych w systemie gk może wynosić Rw = 59 dB. Czy to oznacza, że przegroda nie przepuści 59 dB? Niestety, nie. Istnieje wiele zmiennych, które trzeba uwzględnić. Pierwszymi z nich są widmowe wskaźniki adaptacyjne: C – dla dźwięków średnio- i wysokoczęstotliwościowych (często nazywany wskaźnikiem od hałasu bytowego) oraz Ctr – dla dźwięków o niższych częstotliwościach (od hałasu komunikacyjnego).
Te wskaźniki należy odjąć od ważonego wskaźnika izolacyjności akustycznej właściwej Rw, co daje wskaźniki RA1R (Rw pomniejszony o C, używany do oceny przegród wewnętrznych) oraz RA2R (Rw pomniejszony o Ctr, używany do oceny przegród zewnętrznych). Jednakże, to nadal nie jest wartość, którą otrzymamy w rzeczywistości.
Ostatecznie trzeba uwzględnić przenoszenie boczne, które stanowi dodatkowe wyzwanie. Przenoszenie boczne w izolacyjności akustycznej odnosi się do sytuacji, w której dźwięk przenika między pomieszczeniami poprzez drogi boczne, czyli przez konstrukcje przylegające do właściwej ściany lub podłogi, której izolacyjność jest badana. Jest to istotny aspekt w ocenie izolacyjności akustycznej, ponieważ pomieszczenia rzadko są izolowane tylko jedną powierzchnią. Zatem, pomimo zastosowania materiałów o wysokiej izolacyjności, należy zwrócić uwagę na boczne drogi, którymi przedostaje się dźwięk.
Podstawową rolę odgrywa konstrukcja budynku, a dokładniej jej sztywne elementy, takie jak belki czy słupy. Są to główne elementy nośne budynku, które ze względu na swoją sztywność i masę mogą skutecznie przenosić drgania. Drgania te mogą powstawać na jednej kondygnacji i przenosić się na inne, obniżając izolacyjność akustyczną całego budynku, co skutkuje tym, że w mieszkaniach wyraźnie słychać kroki czy ruch mebli z innych lokali.
Kolejnym potencjalnym problemem są przejścia instalacyjne, które obejmują rury, kanały wentylacyjne, przewody elektryczne. Są to miejsca łączenia pomieszczeń i mogą powodować przenoszenie dźwięku. Rury wodociągowe i kanalizacyjne są często problematyczne w budynkach mieszkalnych, przenosząc dźwięki związane z przepływem wody, co powoduje słyszalny hałas spłukiwania wody w sąsiednich pomieszczeniach. Systemy HVAC (ang. heating, ventilation, air conditioning) mogą przenosić dźwięki generowane przez wentylatory, sprężarki oraz przepływ powietrza, a dźwięki te mogą przenikać przez ściany kanałów i rozprzestrzeniać się po całym budynku.
Warto również zwrócić uwagę na tzw. mostki akustyczne, czyli miejsca przerwania lub niewłaściwego montażu materiałów izolacyjnych. Każde miejsce, gdzie ciągłość materiału izolacyjnego jest przerwana, staje się potencjalnym mostkiem akustycznym. Nawet małe szczeliny mogą znacząco obniżyć efektywność izolacji akustycznej. Niedokładne łączenie płyt gipsowo-kartonowych, paneli czy innych materiałów wykończeniowych może tworzyć ścieżki dźwiękowe.
Mostki akustyczne można podzielić ze względu na sposób łączenia materiałów. Mostki liniowe powstają np. w miejscach łączenia ścian ze stropem, a mostki punktowe występują tam, gdzie rury przechodzą przez ścianę. Istnieją także mostki powierzchniowe, które dotyczą przerw na dużej powierzchni, co najczęściej świadczy o źle dobranym materiale izolacyjnym.
Kolejnym istotnym parametrem wymagającym uwagi, który może prowadzić do znaczących problemów, jest poziom uderzeniowy Ln. Jest to wskaźnik określający poziom hałasu generowanego przez uderzenia na powierzchniach konstrukcyjnych, takich jak podłogi i stropy. Jest szczególnie istotny w kontekście budynków mieszkalnych oraz użyteczności publicznej, gdzie hałas generowany przez kroki, przesuwanie mebli czy upadające przedmioty może znacząco wpłynąć na komfort akustyczny mieszkańców i użytkowników. Im niższy jest poziom uderzeniowy tym większy komfort zapewnia dany strop. Normy dotyczące poziomu uderzeniowego określają maksymalne dopuszczalne wartości hałasu uderzeniowego, które powinny być przestrzegane, aby zapewnić odpowiednią izolacyjność akustyczną.
Podobnie jak w przypadku izolacyjności od dźwięków powietrznych, także tutaj istotne jest rozważenie przenoszenia bocznego, które może dodatkowo wpływać na efektywność izolacji akustycznej.
Izolacja akustyczna jest kluczowym elementem w budownictwie, mającym na celu redukcję przenoszenia dźwięków między pomieszczeniami. Choć normy określają standardy, rzeczywiste osiągnięcie tych wymagań często staje się wyzwaniem z powodu niedoskonałości w projektowaniu i wykonaniu. W praktyce izolacja normowa często różni się od izolacji w rzeczywistości, ponieważ standardy nie zawsze uwzględniają wszystkie aspekty rzeczywistego użytkowania budynków, takie jak jakość materiałów, precyzja montażu czy specyficzne warunki środowiskowe. Przykłady z życia codziennego pokazują, że nawet drobne uchybienia mogą prowadzić do znacznych problemów akustycznych.
Aby skutecznie przeciwdziałać przenoszeniu bocznemu dźwięków, należy zastosować odpowiednie technologie i materiały już na etapie projektowania i budowy. Pierwszym krokiem jest projektowanie konstrukcji bez mostków akustycznych, co polega na unikaniu bezpośrednich połączeń sztywnych elementów konstrukcyjnych, które mogą przenosić dźwięki. Stosowanie odpowiednich materiałów o wysokiej izolacyjności akustycznej jest kluczowe. Należy również dokładnie uszczelniać wszystkie przejścia instalacyjne, aby zapobiec przedostawaniu się dźwięków przez nieszczelności. Używanie elastycznych łączeń między elementami konstrukcyjnymi może dodatkowo zmniejszyć przenoszenie dźwięków.
W systemach wentylacyjnych warto zastosować tłumiki, które ograniczą przenoszenie dźwięków przez kanały. Zastosowanie podłogi pływającej o odpowiednich materiałach, zamiast standardowej znacznie zredukuje drgania przenoszone przez strop. Specjalne systemy do tłumienia drgań, takie jak podkładki akustyczne w miejscach łączenia elementów oraz elastyczne uchwyty i zawieszenia do montowania instalacji, są niezwykle skuteczne w redukcji przenoszenia wibracji. Warto również rozważyć tworzenie podwójnych przegród, w których między dwiema warstwami ścian, stropów lub podłóg znajduje się warstwa powietrza lub materiału izolacyjnego, co dodatkowo zwiększa izolacyjność akustyczną.
Elastyczne masy uszczelniające przejścia instalacyjne są również niezbędne. Materiały te pozwalają na szczelne zamknięcie przejść instalacyjnych, jednocześnie pozostając elastycznymi i nie krusząc się pod wpływem drgań. Systemy tłumienia drgań, takie jak podkładki akustyczne i wibroizolacyjne, stosowane w miejscach połączeń konstrukcyjnych, skutecznie redukują przenoszenie wibracji, co zmniejsza poziom hałasu strukturalnego.
W celu dalszej redukcji poziomu uderzeniowego w budynkach, kluczowe jest zastosowanie różnorodnych materiałów elastycznych. Elastyczne podkładki akustyczne stosowane pod podłogami oraz elastyczne wibroizolacyjne materiały używane w systemach tłumienia drgań są przykładami takich rozwiązań.
Powyższe rozwiązanie ilustruje skuteczność dodania trzech centymetrów materiału elastycznego w celu istotnego zmniejszenia poziomu uderzeniowego. Obserwowany spadek poziomu hałasu przekracza 50 dB dla wyższych częstotliwości. Niemniej jednak, wyzwanie w redukcji poziomu hałasu uderzeniowego dotyczy głównie niższych częstotliwości, które wymagają zastosowania bardziej złożonych systemów, w szczególności poprzez dodanie dodatkowej masy do konstrukcji.
Systemy wielostrukturowe, zwane również systemami wielowarstwowymi, są zaawansowanymi rozwiązaniami stosowanymi w celu zwiększenia izolacyjności akustycznej budynków. Opierają się na wykorzystaniu kilku warstw różnych materiałów, które współpracują, aby skutecznie redukować przenoszenie dźwięków. Oddzielenie warstw materiałów elastycznymi przekładkami lub warstwami powietrza redukuje przenoszenie wibracji. Systemy wielostrukturowe są skutecznym rozwiązaniem dla zwiększenia izolacyjności akustycznej budynków. Poprzez zastosowanie kombinacji różnych materiałów i warstw można znacznie zredukować przenoszenie zarówno dźwięków powietrznych, jak i strukturalnych. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie wysokiego poziomu komfortu akustycznego w różnych typach budynków, od mieszkalnych po komercyjne i specjalistyczne.
Jak przedstawiono na powyższym wykresie, system wielostrukturowy o takiej samej grubości co standardowa podłoga, przykładowo podłoga pływająca, charakteryzuje się znacznie lepszą efektywnością w redukcji poziomu dźwięków uderzeniowych. Zastosowanie tego rozwiązania może istotnie zmniejszyć przewodzenie hałasu, zapewniając komfort akustyczny i minimalizując percepcję uderzeń w pomieszczeniach.
Izolacyjność akustyczna stanowi kluczowy element zapewnienia komfortu akustycznego w różnych typach budynków, od mieszkalnych po komercyjne i użyteczności publicznej. Normy określają minimalne wymagania, które konstrukcje budowlane powinny spełniać, jednakże rzeczywiste warunki często różnią się od teoretycznych założeń. W praktyce, aby efektywnie zredukować przenoszenie dźwięków, konieczne jest uwzględnienie wszystkich aspektów projektowych oraz stosowanie zaawansowanych rozwiązań technologicznych, takich jak systemy wielostrukturowe czy elastyczne materiały tłumiące drgania. Skuteczne zarządzanie izolacyjnością akustyczną nie tylko poprawia komfort użytkowników, ale także wspiera ich zdrowie i efektywność w codziennym życiu.
Źródła:
- ISO 140-7:1998 – Akustyka — Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i elementach budowlanych — Część 7: Pomiar laboratoryjnej izolacyjności od dźwięków uderzeniowych.
- EN ISO 717-2:2013 – Acoustics — Rating of sound insulation in buildings and of building elements — Part 2: Impact sound insulation.
- PN-B-02151-3:2015 – Akustyka budowlana — Ochrona przed hałasem w budynkach — Izolacyjność akustyczna przegród wewnętrznych w budynkach oraz izolacyjność akustyczna od dźwięków uderzeniowych.
- Architectural Acoustics – M. David Egan
- Building Acoustics – Tor Erik Vigran
- Engineering Noise Control: Theory and Practice – David Bies, Colin Hansen
- Flanking Transmission in Building Acoustics: A Review – Umberto Michelucci
- Measurement of flanking transmission for the characterisation and classification of cross laminated timber junctions – F. Morandi, S. De Cesaris, M. Garai, L. Barbaresi
- Flanking transmission of metal stud walls with different junction details – Moritz Späh, Lutz Weber
Autor: Sara Kopeć
Potrzebujesz porady w kwestii akustyki?
