Na prośbę Maczety Ockhama zamieszczam krótki wpis o akustyce budynków . Poniższy wpis jest zaledwie wprowadzeniem do bardzo skomplikowanego tematu, który przez naszych projektantów i wykonawców jest zwykle ignorowany. Nie zawsze są spełniane nawet ustawowe normy, których to przestrzeganie, same w sobie, nie daje komfortu akustycznego. Pisać będę językiem potocznym, równocześnie upraszczając. Ten artykuł ma na celu jedynie przybliżenie tego tematu.
Czym jest dźwięk? Jest to wrażenie słuchowe spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz. Czyli inaczej mówiąc dźwięk to są drgania, wibracje. Do wnętrza budynków mogą one docierać drogą powietrzną (muzyka, rozmowy itp.) jak i materiałową. Te ostatnie to głównie uderzenia w ściany i podłogi wewnątrz budynków czy wibracje pracujących maszyn, ale też ciężki ruch uliczny.
Temat akustyki w budynkach jest trudny, bo dotyczy różnych rodzajów dźwięków i różnych rodzajów jego przenoszenia. Kolejnym problemem w akustyce budynków jest to, że inaczej trzeba się bronić przed dźwiękami powstającymi wewnątrz budynku od tych powstających na zewnątrz. Dodajmy do tego jeszcze pogłos...
Tak jak przy innych elementach budynku dla jego akustyki najważniejsza jest lokalizacja. Następnie przemyślana konstrukcja i jakość jej wykonania. Dopiero na końcu znaczenie mają materiały, z których dom został wykonany.
Zabezpieczenie przed wysokimi dźwiękami przenoszonymi drogą powietrzną jest stosunkowo łatwe i tanie, nawet w już istniejącym budownictwie. Zabezpieczenie przed dźwiękami niskimi jest o wiele trudniejsze, zwłaszcza jeśli są one przenoszone przez elementy konstrukcyjne budynku. Tych niskich dźwięków wiele osób nie słyszy, ale nawet niesłyszalne źle wpływają na nasze samopoczucie, a nawet mogą być groźne dla zdrowia. Są to dźwięki materiałowe lub uderzeniowe . Łatwiej jest tłumić dźwięki w miejscu ich powstawania niż w miejscu gdzie przebywamy.
Dźwięki tłumi się na cztery sposoby. Blokując falę akustyczną szczelną przegrodą o dużej gęstości (gruby mur z żelbetonu), przestrzenią – pozwalając fali się rozproszyć (odległość, skrzynki rozprężne w wentylacji), tłumiąc falę dźwiękową za pomocą przegrody o skomplikowanej budowie (np. wełna mineralna), oraz za pomocą materiałów wibroizolacyjnych (guma, korek, styropian akustyczny).
Ta ostatnia metoda działa w zasadzie tylko w miejscu powstawania dźwięków. Co polega na mocowaniu urządzeń ruchomych (wiatraki, pompy, silniki) i instalacji (wentylacyjnych i kanalizacyjnych) za pomocą ogumionych uchwytów . Na tej samej zasadzie działają też podłogi pływające , czyli posadzki oddzielone za pomocą warstwy elastycznej izolacji od konstrukcji budynku. Tego typu dźwięki są stosunkowo łatwe do zneutralizowania przy budowie i praktycznie niemożliwe do pozbycia się bez generalnego remontu, oznaczającego zrywanie podłóg i wymianę instalacji. Dźwięki uderzeniowe bardzo dobrze i daleko rozchodzą się w materiale konstrukcyjnym (murach) domu.
Pierwsza metoda, czyli masywna przegroda ma kilka poważnych wad. Wymaga szczelności, czyli np. kładzenia zaprawy między pustakami zarówno pionowo jak i poziomo. Czyli profilowane pustaki przyśpieszające budowę są złym rozwiązaniem. Poważniejszym problemem jest to, że każde okno i drzwi znajdujące się w murze jest szczeliną akustyczną. Dzisiejsze standardowe okna mają realny wskaźnik izolacyjności akustycznej na poziomie poniżej 30 db. Najlepsze okna dźwiękoszczelne (bardzo drogie i ciężkie) dobijają do 40 db. Materiałami budowlanymi o najniższej izolacyjności akustycznej są pustaki gazobetonowe o gęstości 400 i grubości 24 cm oraz pustaki ceramiczne poryzowane o grubości 19 cm. Ich izolacyjność akustyczna to 40 db. Czyli najgorszy (akustycznie) mur i tak jest lepszy od najlepszego (akustycznie) okna. Najlepsze parametry akustyczne będzie miała ściana trójwarstwowa wykonana z silikatów i cegły klinkierowej, ocieplona wełną mineralną (suchy montaż), z zachowaną pustką powietrzną.
Kolejnym problem jest to, że ta metoda wymaga przegród o dużej gęstości. A więc ciężkich. W ostatnich wpisach o murach pisałem, czemu duża gęstość, a więc waga elementów murowanych jest wadą. Co jest szczególnie widoczne przy ściankach działowych. Normy wymagają aby izolacja akustyczna ścian działowych wynosiła 30-35 db, 40-45 db wg. norm podwyższonych. Realny komfort akustyczny na wypadek sąsiada urządzającego regularne dyskoteki to ponad 60 db . O ile 40 db łatwo osiągnąć ściankami o grubości 12cm z betonu komórkowego 700, lepszej akustycznie ceramiki (należy sprawdzać, są bardzo różne parametry), czy silikatów już o grubości 8 cm, to poziomu przekraczającego 60 db nie jest w stanie osiągnąć nawet ściana z silikatów o grubości 25 cm.
Jeśli chodzi o stropy, to dobre właściwości akustyczne mają stropy monolityczne żelbetowe i wykonane z płyt żerańskich (czyli też żelbetu), bardzo złe mają gęstożebrowe typu terivia. Nie tylko z powodu małej gęstości, ale nawet bardziej z powodu budowy – pustki w tych stropach działają jak pudła rezonansowe .
Druga metoda tłumienia hałasów, czyli przestrzeń, jest metodą najskuteczniejszą, najtańszą, ale najtrudniejszą w zastosowaniu. W odniesieniu do hałasów zewnętrznych wymaga cichej lokalizacji , z daleka od ruchliwych ulic, fabryk czy szkół. Najlepiej w otoczeniu zieleni. W obrębie budynku oznacza to przewidzenie miejsca dla instalacji wentylacyjnych tak, by zmieścić nie tyko tłumiki akustyczne ale i skrzynki rozprężne. Przede wszystkim polega na zaplanowaniu domu tak, aby pomieszczenia w których powstaje hałas (warsztat, pralnia itp.) były oddzielone od pomieszczeń wymagających ciszy (sypialnie, gabinet itp.) pomieszczeniami w których dopuszczalny jest umiarkowany poziom hałasu (część dzienna domu). Co w przypadku domu, który chcę postawić oznacza, że wszystkie pomieszczenia głośne (warsztat, siłownia itp.) będą w piwnicy, na parterze będzie część dzienna (salon, kuchnia, pokój gościnny, gabinet dla interesantów itp.), a sypialnie i pracownie będą na piętrze. Dodatkowo każde piętro będzie jeszcze przedzielone grubą ścianą nośną służącą też jako bariera akustyczna (np. oddzielająca sypialnie nasze od sypialni dzieci).
Trzecia metoda, czyli zastosowanie materiałów tłumiących jest stosunkowo tania, można ją wykonać już po wybudowaniu budynku, tylko wymaga od projektanta i wykonawcy dość dużej wiedzy. Może też łączyć funkcję bariery izolującej dźwięki i likwidującej pogłos w pomieszczeniach. Jej skuteczność zależy od zastosowania odpowiednich warstw o różnej charakterystyce. Najczęściej jest to połączenie wełny mineralnej z gipsem , czy to w postaci prasowanych płyt gipsu i wełny mineralnej, oraz ścianek „działowych” z płyt kartonowo-gipsowych wypełnionych wełną mineralną. Tak się izoluje ściany oraz sufity, z wełny mineralnej wykonuje się też tłumiki akustyczne do wentylacji oraz tłumi hałasy pochodzące z hydrauliki.
Wadą tej metody jest to, że złe wykonanie całkowicie zniweczy jej cel. Przykładowo ściany zewnętrzne ocieplone wełną mineralną metodą lekką suchą, z zastosowaniem pustki powietrznej, będą miały lepszą izolacyjność akustyczną jak sam mur. Ta sama wełna zamocowaną za pomocą metody lekkiej mokrej będzie pogarszać właściwości akustyczne muru. Drugim problemem jest to, że wełna mineralna (podobnie jak np. pianki akustyczne), skutecznie tłumi dźwięki wysokie, o krótkiej długości fali akustycznej. Słabo sobie radzi z dźwiękami niskimi, których fala dźwiękowa ma długość nawet 18m. Co m.in. oznacza, że skuteczny tłumik do wentylacji mechanicznej powinien mieć minimalną długość 18m. Z tego co wiem, jest taki jeden w Polsce. Zastosowano go w budynku NOSPR w Katowicach. Jeśli sprzedawca wciska nam głośną centralę wentylacyjną argumentując, że nie ma się co martwić, bo tani tłumik rozwiąże ten problem, to jest albo oszustem, albo jest niedouczony. Hałasy w wentylacji to temat, któremu w przyszłości poświęcę kilka wpisów.
Jeśli chcemy mieć cichy dom, to postawmy go w cichej okolicy, dobrze rozplanujmy przeznaczenie i położenie pomieszczeń również pod względem akustyki i w trakcie budowy zastosujmy materiały wibroizolacyjne w miejscach powstawania hałasu. Czyli przede wszystkim pływające podłogi i uszczelki wibroizolacyjne na maszynach i instalacjach. Będziemy mieli cichy dom, który możemy postawić z tanich materiałów. Inaczej trzeba będzie zastosować kosztowe rozwiązania tłumiące dźwięki, których skuteczność i tak będzie ograniczona.
Nie wdając się w szczegóły izolacyjność akustyczną dla celów projektowych podaje się za pomocą dwu parametrów. R A1R dla dźwięków wysokich i R A2R dla dźwięków niskich. Jeśli producent podaje te parametry w postaci R A1 lub R A2 (bez małego R), to należy odjąć 2 decybele. Z mojego doświadczenia wynika, że większość sprzedawców nie ma bladego pojęcia o akustyce, a jeśli już cokolwiek wie, to podaje parametry, które nie mają żadnego znaczenia dla akustyki. Od sprzedawcy należy domagać się podania dwu parametrów - R A1 (lub Rw + C) oraz R A2R (lub Rw + Ctr).
Na koniec kilka linków w których można znaleźć dodatkowe informacje:
http://www.grupasilikaty.pl/sciana-o-podwyzszonych-parametrach-akustycznych.php
https://www.solbet.pl/izolacyjnosc-akustyczna.php
http://wienerberger.pl/informacje/parametry-akustyczne-ścian-z-pustaków-porotherm
http://www.budujemydom.pl/sciany-wewnetrzne/9529-izolacyjnosc-akustyczna-scian-dzialowych