Izolacyjność akustyczna stropów w budynkach mieszkalnych

Właściwości akustyczne stropów są oceniane pod względem izolacyjności od dźwięków powietrznych i uderzeniowych. Wierzchnie warstwy podłogowe mają decydujący wpływ na izolacyjność od dźwięków uderzeniowych oraz na możliwość spełnienia obowiązujących w tym zakresie wymagań. Dotyczy to zwłaszcza budynków mieszkalnych wielorodzinnych, gdzie strop bez odpowiedniej podłogi nie uzyska normowych parametrów. Zarówno masywne płyty żelbetowe, jak też stropy gęstożebrowe i lekkie konstrukcje drewniane wymagają zastosowania dodatkowej wierzchniej warstwy izolacyjnej.

Fot. stock.adobe / Axel Kock

Izolacyjność akustyczna stropów. Wymagania

Szczegółowe wymagania w zakresie izolacyjności akustycznej stropów od dźwięków uderzeniowych zostały określone w normie PN-B-02151-3 [1]. Formalnie, przez odpowiednie przywołania, są one umocowane w ustawie – Prawo budowlane [2] oraz rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [3]. Konkretne wymagane wartości znormalizowanego poziomu uderzeniowego, L'_n,w^, odnoszą się do dźwięków przenikających między mieszkaniami oraz dźwięków przenikających do mieszkań z obszaru komunikacji ogólnej i innych pomieszczeń znajdujących się w budynku, takich jak garaże, lokale usługowe i handlowe. Wymagania obejmują więc różne grupy pomieszczeń, które są w rozmaity sposób użytkowane i gdzie poziom oraz charakter wytwarzanego hałasu uderzeniowego jest różny.

W normie zostały wskazane pomieszczenia szczególnie hałaśliwe, np. znajdujące się w budynkach mieszkalnych lokale gastronomiczne, w których jest prowadzona działalność z udziałem muzyki lub tańca, czy też takie, w których się odbywają czynności inne niż wynikające z funkcji mieszkalnej budynku, np. przetaczanie wózków, zrzucanie ciężkich przedmiotów. Taka sytuacja może występować np. na zapleczu sklepu usytuowanego na parterze budynku mieszkalnego. Należy podkreślić, że wymagania dotyczą dźwięków rozprzestrzeniających się we wszystkich kierunkach, również do góry, z posadzki pomieszczenia usługowego do mieszkań znajdujących się na wyższych kondygnacjach. W każdym przypadku w transmisji dźwięków materiałowych bierze udział cała struktura przestrzenna budynku, złożona ze ścian i stropów, w której najważniejszą rolę odgrywa element tłumiący hałas u źródła, a więc podłoga.

Odrębne wymagania obowiązują dla budynków mieszkalnych w zabudowie szeregowej i bliźniaczej, odnoszą się do dźwięków uderzeniowych przenoszonych poziomo lub ukośnie ze stropów lub klatki schodowej sąsiedniego segmentu, w tym przypadku należy spełnić warunek L'_n,w ≤ 53 dB. W budynkach jednorodzinnych oraz mieszkaniach wielopoziomowych została też określona minimalna izolacyjność akustyczna stropów wewnętrznych w obrębie mieszkania, przy czym nie uwzględnia się wówczas przenoszenia bocznego w budynku, wymagania dotyczą wartości wskaźnika L_n,w,R ≤ 58 dB określonej w warunkach laboratoryjnych.

Podstawowe wymagania akustyczne obowiązujące w budownictwie mieszkaniowym są pewnym kompromisem, ich spełnienie nie dla każdego użytkownika będzie w pełni satysfakcjonujące. Dlatego oprócz obowiązkowych minimalnych wymagań zostały też określone wyższe wartości progowe, ujęte w formie klasyfikacji akustycznej budynków o podwyższonym standardzie akustycznym [4, 5], Klasyfikacja wyróżnia cztery wyższe klasy budynków mieszkalnych, przy czym do uzyskania którejś z nich konieczne jest między innymi spełnienie odpowiednio wyższych wymagań w zakresie izolacyjności stropów od dźwięków uderzeniowych.

Parametry oceny akustycznej podłogi

Właściwości izolacyjne podłogi w zakresie dźwięków uderzeniowych charakteryzuje ważony wskaźnik zmniejszenia poziomu uderzeniowego podłogi ΔL_w. Jego wartość określa się w wyniku badań laboratoryjnych samej podłogi ułożonej na stropie wzorcowym, im wyższa wartość wskaźnika, tym lepiej. Wskaźnik ΔL_w jest wykorzystywany w celach rankingowych, przy porównywaniu parametrów akustycznych różnych wyrobów oraz do obliczania izolacyjności akustycznej całego układu obejmującego strop wraz z podłogą. Punktem wyjścia do obliczeń jest wartość równoważnego wskaźnika ważonego znormalizowanego poziomu uderzeniowego płyty stropowej L_n,eq,0,w,, który jest wyznaczany na podstawie badań laboratoryjnych konkretnego gołego stropu i jest jednym z jego charakterystycznych parametrów akustycznych. Wskaźnik poziomu uderzeniowego znormalizowanego L_n,w stropu z podłogą oblicza się z zależności:

L_n,w = L_n,eq,0,w – ΔL_w

Rodzaje podłóg a izolacyjność akustyczna

Pod względem konstrukcyjnym, a także pod względem akustycznym rozróżnia się podłogi pływające z masywną płytą dociskową, lekkie konstrukcje podłogowe oraz wykładziny, do których zaliczają się wykładziny elastyczne i dywanowe. Wartość wskaźnika zmniejszenia poziomu uderzeniowego, ΔL_w, wynosi od kilku decybeli, uzyskiwanych przez cienkie wykładziny podłogowe, do ponad 30 dB, osiąganych przez pływające podłogi wyposażone w warstwę izolacyjną o wysokim stopniu tłumienia. Dużą skutecznością charakteryzują się również grube, warstwowe wykładziny dywanowe, dla których wartość wskaźnika ΔL_w może przekraczać nawet 40 dB. Parametry akustyczne niektórych rozwiązań oraz zasady doboru podłóg ze względu na izolacyjność od dźwięków uderzeniowych stropów znajdują się w instrukcji [6]. Zgodnie z obowiązującymi przepisami [3] w budownictwie mieszkaniowym wielorodzinnym wymaganą izolacyjność w zakresie dźwięków uderzeniowych należy zapewnić bez względu na rodzaj zastosowanej nawierzchni podłogowej. Zmiana nawierzchni przez użytkownika lub częściowa utrata jej właściwości po pewnym okresie eksploatacji nie może spowodować pogorszenia izolacyjności poniżej obowiązujących wymagań.

W praktyce wymóg ten spełniają jedynie odpowiednio skuteczne pływające podłogi, tworzące trwały układ ze stropem, uniemożliwiający ingerencję użytkownika w warstwy izolacyjne. Na płycie dociskowej pływającej podłogi można stosować różne nawierzchnie, takie jak parkiet, terakota, deski, panele, wykładziny dywanowe, co również ma pewien wpływ na końcowy efekt akustyczny, jednak strop powinien spełniać wymagania bez względu na rodzaj tej nawierzchni. W takiej sytuacji, z formalnego punktu widzenia, właściwości akustyczne samych nawierzchni podłogowych mają w budownictwie mieszkaniowym mniejsze znaczenie, z wyjątkiem stropów wewnętrznych w budynkach jednorodzinnych lub mieszkaniach wielopoziomowych.

Izolacyjność akustyczna pływającej podłogi

Pływająca podłoga składa się z elastycznej warstwy izolacyjnej oraz płyty dociskowej. Warstwa izolacyjna jest wykonywana zwykle ze styropianu elastycznego, wełny mineralnej lub mat polietylenowych. Należy zaznaczyć, że styropian elastyczny jest produktem przeznaczonym specjalnie do pływających podłóg, jego struktura zapewnia odpowiednie tłumienie dźwięków uderzeniowych, nie można go zastępować zwykłym styropianem EPS.

Płyta dociskowa jest najczęściej wylewana na mokro, w postaci tradycyjnego jastrychu cementowego lub lżejszych rozwiązań bazujących na kruszywie keramzytowym. Znajdująca się pod spodem warstwa elastyczna powinna być zabezpieczona przed wnikaniem w nią zaczynu cementowego, co mogłoby powodować częściową utratę właściwości tłumiących. Stosowana w tym celu izolacja wodoszczelna zabezpiecza również przed przeciekami zaczynu na styku między sąsiednimi płytami izolacji akustycznej, które mogłyby tworzyć mostki wiążące płytę dociskową ze stropem.

Starannego wykonania wymaga też pionowa izolacja obwodowa, oddzielającą płytę dociskową od ścian (rys. 1).

Rys. 1. Konstrukcja pływającej podłogi, płyta dociskowa jest oddzielona obwodową izolacją pionową od ściany

Brak tej izolacji lub wadliwe jej wykonanie powoduje przenoszenie dźwięków uderzeniowych z płyty dociskowej na ściany budynku i dalej na jego konstrukcję, przez co znacznie pogarsza właściwości izolacyjne całego układu. Tego rodzaju negatywny efekt powstaje również przy nieprawidłowym odizolowaniu od ścian samej nawierzchni podłogowej, zwłaszcza gdy jest ona wykonana z twardych płytek ceramicznych, kamienia, terakoty lub gresu. Odnosi się to przede wszystkim do pomieszczeń sanitarnych i kuchennych, chociaż tego typu nawierzchnie są coraz częściej stosowane również w części mieszkalnej budynku.

Pływająca podłoga, której warstwę izolacyjną stanowi tylko cienka mata polietylenowa, charakteryzuje się umiarkowaną zdolnością tłumienia dźwięków uderzeniowych, zwłaszcza w zakresie niskich częstotliwości. Nawet jeżeli wartość jednoliczbowego wskaźnika ΔL_w takiej podłogi osiąga ok. 20 dB, to w charakterystyce widmowej zmniejszenia poziomu uderzeniowego, w pasmach niskich, mogą się nawet pojawiać wartości ujemne. Mimo że wymagania odnoszące się do wartości wskaźnika jednoliczbowego L_w będą spełnione, efekt ten może być odbierany przez użytkownika w postaci dudnienia i oceniany negatywnie. Lokalne obniżenie izolacyjności akustycznej jest w tym przypadku związane z drganiami własnymi zastosowanego układu podłogowego, którego częstotliwość rezonansową można określić, znając sztywność dynamiczną warstwy elastycznej oraz masę powierzchniową płyty dociskowej. W przypadku typowej ciężkiej płyty dociskowej o grubości 40 mm częstotliwość rezonansowa takiego układu jest położona zwykle w rejonie pasma 125 Hz (rys. 2).

Rys. 2. Poprawa izolacyjności akustycznej pływającej podłogi z jastrychem cementowym 40 mm. Warstwa elastyczna wykonana z: a) wełny mineralnej 40 mm, ΔL_w = 34 dB; b) styropianu 33/30, ΔL_w = 27 dB; c) maty polietylenowej ΔL_w = 19 dB; d) maty szklanej ΔL_w = 17 dB

Izolacyjność akustyczna w obszarach komunikacji ogólnej

Warunki użytkowania przestrzeni komunikacyjnej, obejmującej klatkę schodową, korytarze i hole, są nieco odmienne niż w przypadku mieszkań. Zastosowanie typowej pływającej podłogi w obrębie klatki schodowej może być trudne ze względów technicznych, wówczas biegi schodów, spoczniki i podesty powinny być oparte za pośrednictwem elastycznych podkładek wibroizolacyjnych. Przy niewielkiej grubości, wynoszącej 5-15 mm, podkładka powinna się charakteryzować dużą skutecznością tłumienia dźwięków uderzeniowych oraz odpowiednią wytrzymałością na ściskanie. Skuteczność podkładek jest zależna od częstotliwości – w pasmach niskich wynosi zwykle ok. 10 dB, w pasmach średnich 15-20 dB, a w pasmach wysokich 20-25 dB. W dyskretnych pasmach mogą się ujawniać częstotliwości drgań własnych, co powoduje, że niektóre rozwiązania, w pewnym przedziale niskich częstotliwości, charakteryzują się nawet zwiększeniem poziomu uderzeniowego.

Bibliografia

1. PN-B-02151 -3 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych.
2. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. – Prawo budowlane, z późniejszymi zmianami.
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690).
4. PN-B-02151-5 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 5: Wymagania dotyczące budynków mieszkalnych o podwyższonym standardzie akustycznym oraz zasady ich klasyfikacji.
5. J. Nurzyński, Akustyka w budownictwie, PWN, Warszawa 2018.
6. R Tomczyk, I. Żuchowicz-Wodnikowska, Właściwości dźwiękoizolacyjne stropów oraz zasady doboru podłóg z uwagi na izolacyjność od dźwięków uderzeniowych stropów masywnych. Wydawnictwo ITB.

dr hab. inż. Jacek Nurzyński, prof. ITB