Ściany z ceramiki budowlanej a izolacyjność akustyczna w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych

Ściany z ceramiki budowlanej na tle wymagań

Należy pamiętać, że w myśl zapisów normy [2] podczas realizacji obliczeń na etapie projektu, wartości wskaźników oceny izolacyjności akustycznej właściwej należy przyjmować jako wyznaczone na podstawie badań laboratoryjnych. Na rys. 1 przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych dźwiękoizolacyjności ścian z pustaków ceramicznych Porotherm skonfrontowane z wymaganiami normy [2] dotyczącymi ścian rozdzielających mieszkania w budynku wielorodzinnym. Analizując wykres, szczególną uwagę należy zwrócić na wartości wskaźnika R_A,1,R, które po uwzględnieniu „przenoszenia bocznego” porównać należy z wymaganiem R’_A,1 ≥ 50 dB.

Rys. 1. Wartości projektowe wskaźników R_w,R, R_A,1,R, R_A,2,R ścian z pustaków ceramicznych Porotherm porównane z wartością wskaźnika R’_A,1 ≥ 50 dB stanowiącą wymaganie dla ścian rozdzielających mieszkania w budynku wielorodzinnym.

Na rysunku 2 przedstawiono „zapas”. Stanowi on swego rodzaju niezbędną rezerwę, która gwarantuje to, że ściana przebadana w laboratorium po uwzględnieniu poprawki na przenoszenie boczne w budynku K_a charakteryzowała się dźwiękoizolacyjnością R’_A,1 ≥ 50 dB. Wartość przenoszenia bocznego jest tym większa im wyższa izolacyjność przegrody rozdzielającej mieszkania i im niższa izolacyjność przegród bocznych (czyli tych leżących w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny przegrody rozdzielającej pomieszczenia). Na podstawie rysunku 2 stwierdzić należy, że „zapas” ten dla analizowanych produktów wynosi od 0 dB do 6 dB. Wartość przenoszenia bocznego powinna zostać obliczona każdorazowo, przy uwzględnieniu specyfiki projektu przy wykorzystaniu normy [3].

Rys. 2. Wartość poprawki K_a przenoszenia bocznego dźwięku między pomieszczeniami, które może wystąpić bez ryzyka spadku dźwiękoizolacyjności ściany poniżej wymagania R’_A,1 ≥ 50 dB (wymóg dla ścian rozdzielających mieszkania w budynku wielorodzinnym).

W przypadku ścian zewnętrznych wymagania akustyczne dotyczą wartości wypadkowej dla ściany z oknami i nawiewnikami i należy je obliczyć indywidualnie dla każdego przypadku [2]. Izolacyjność akustyczna okien dostępnych na rynku, określanych mianem „dźwiękoizolacyjnych” przyjmuje wartości wyrażone wskaźnikiem R_A,2,R w granicach 30 dB ÷ 40 dB, natomiast izolacyjność akustyczna nawiewników wyrażona wartością wskaźnika D_n,e,A,2,R 30 dB ÷ 46 dB.

W celu określenia wpływu okien na parametry dźwiękoizolacyjne ściany zewnętrznej na rys. 3 przedstawiono wyniki obliczeń wypadkowej izolacyjności akustycznej R_A,2,R dla przegrody zewnętrznej w zależności od udziału procentowego okien. Izolacyjność części pełnej przegrody przyjęto odpowiednio: R_A,2,R = 40, 45 i 50 dB. Jest to zakres reprezentatywny dla materiałów dostępnych na rynku. Izolacyjność akustyczną okien przyjęto natomiast jako wartości skrajne w zakresie dostępnym dla okien „dźwiękoizolacyjnych”: R_A,2,R = 30 dB i R_A,2,R = 40 dB. Na podstawie rys. 3a) stwierdzić należy, że dla okien o niższej izolacyjności (R_A,2,R = 30 dB) nieuzasadnione jest wykonywanie pełnej części przegrody zewnętrznej z materiału o bardzo wysokiej izolacyjności akustycznej. Powyższe stwierdzenie dotyczy ściany o procentowym udziale przeszklenia już od ok. 20%. Wpadkowa izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej niezależnie od parametrów akustycznych części pełnej dla takiego przypadku nie przekracza 37 dB. Inaczej jest w przypadku zastosowania okien o wysokiej izolacyjności (R_A,2,R = 40 dB – rys. 3b). Dla takich rozwiązań uzasadnione jest stosowanie materiałów (na część pełną przegrody) o wyższej izolacyjności akustycznej (np. R_A,2,R = 50 dB). Wypadkowa izolacyjność akustyczna tak wykonanej fasady może osiągnąć wartość wyrażoną wskaźnikiem R_A,2,R nawet 44 dB, pod warunkiem jednak, że stopień przeszklenia elewacji nie przekroczy 30%.

Rys. 3. Wypadkowa izolacyjność akustyczna właściwa przegrody zewnętrznej, wyrażona wskaźnikiem oceny R_A,2,R w zależności od udziału procentowego okien i izolacyjność części pełnej przegrody. Przyjęto izolacyjność akustyczną okien: a) R_A,2,R = 30 dB, b) R_A,2,R = 40 dB.

Rys. 4. Wypadkowa izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej, wyrażona wskaźnikiem R_A,2,R w zależności od izolacyjności akustycznej wypadkowej ściany z oknem (bez nawiewnika) i dźwiękoizolacyjności nawiewnika D_n,e,A,2,R w zakresie od 30 do 46 dB. Przyjęto liczbę nawiewników: a) 1 szt., b) 2 szt. Przegroda zewnętrzna o sumarycznej powierzchni 7,50 m² z oknem o powierzchni 2,25 m².

Na rysunku 4 pokazano wypadkową izolacyjność akustyczną wyrażoną wskaźnikiem oceny R_A,2,R dla przegrody zewnętrznej w zależności od izolacyjności akustycznej wypadkowej ściany z oknem (bez udziału nawiewnika) i dźwiękoizolacyjności nawiewnika wyrażonej wartością wskaźnika D_n,e,A,2,R w zakresie od 30 do 46 dB. Powyższy zakres jest przykładowy, jednak górna granica odpowiada dostępności rozwiązań na rynku krajowym. Zależności przedstawione na rys. 4.a. dotyczą obliczeń wykonanych dla jednego nawiewnika w ścianie natomiast wyniki przedstawione na rys. 4.b. dotyczą obliczeń dla dwóch sztuk nawiewników. Obliczenia wypadkowej izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej wykonano dla ściany o sumarycznej powierzchni 7,50 m² z oknem o powierzchni 2,25 m². Należy w tym miejscu zwrócić uwagę, że im mniejsza powierzchnia ściany tym wpływ nawiewnika na dźwiękoizolacyjność wypadkową przegrody zewnętrznej jest większy. Izolacyjność wypadkową R_A,2,R części pełnej przegrody z oknem przyjęto o wartościach: 35, 40 i 45 dB. Na podstawie rysunku 4.a. stwierdzić należy, że dla nawiewników o niskiej izolacyjności (np. D_n,e,A,2,R = 30 dB) nieuzasadnione ekonomicznie jest wykonywanie pozostałej części przegrody (w tym również okna) o wysokich parametrach dźwiękoizolacyjnych. Wypadkowa izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej uwzględniająca nawiewnik, niezależnie od parametrów akustycznych części pełnej dla takiego przypadku nie przekracza 28 dB. Inaczej jest w przypadku zastosowania nawiewnika o wysokiej izolacyjności (D_n,e,A,2,R = 46 dB). Dla takich rozwiązań uzasadnione jest stosowanie ściany i okna o bardzo dobrych parametrach (np. R_A,2,R, = 45 dB). Trzeba mieć przy tym świadomość, że wypadkowa dźwiękoizolacyjność ściany nie osiągnie wówczas i tak wartości wskaźnika R_A,2,R,wyp  = 45 dB, a jedynie jak można odczytać z wykresu 4.a ok. 42 dB. Przy tej okazji należy przypomnieć, że wymóg dotyczący dźwiękoizolacyjności ścian zewnętrznych, dla większości pomieszczeń użytkowych, wynosi R’_A,2,R ≥ 30 dB [2] chyba, że obliczona wartość wymagania jest jeszcze wyższa. Dla rozpatrywanego przypadku przedstawionego na rys. 4.a. można określić, że wymaganie R’_A,2,R = 30 dB można osiągnąć poprzez zastosowanie:

1) nawiewnika D_n,e,A,2,R = 32 dB i ściany z oknem R_A,2,R, = 40 dB,

2) nawiewnika D_n,e,A,2,R = 34 dB i ściany z oknem R_A,2,R, = 35 dB (np. R_A,2,R,okna = 30 dB i R_{A,2,R,ściany} = 48 dB).

Należy oczywiście dążyć do optymalizacji doboru elementów przegrody z punktu widzenia ekonomii. Praktyka wskazuje, że w przypadku ściany zewnętrznej z oknem i nawiewnikiem „najtańszym” wariantem jest dobór nawiewnika o maksymalnie wysokich parametrach dźwiękoizolacyjnych, co umożliwia dobór okna o niższych parametrach dźwiękoizolacyjnych. W przypadku zastosowania 2 sztuk nawiewników w pomieszczeniu o wymiarach jak w przykładzie, wypadkowa izolacyjność akustyczna przegrody będzie niższa w stosunku do ściany z jednym nawiewnikiem nawet o 3 dB. Liczba nawiewników w szczególności będzie rzutowała na izolacyjność ściany w przypadku zastosowania nawiewników o niskich parametrach akustycznych.

Fot. Murowanie ściany z ceramiki budowlanej Porotherm

Podsumowanie 

W artykule przedstawiono parametry dźwiękoizolacyjne ścian pustaków ceramicznych Porotherm produkcji Wienerberger Ceramika Budowlana Sp. z o. o. na tle wymagań w zakresie ochrony przed hałasem w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych. Celem artykułu jest zwrócenie uwagi na najbardziej istotne kwestie związane z izolacyjnością akustyczna ścian i wskazanie właściwych rozwiązań i działań koniecznych do podjęcia w trakcie projektowania i realizacji budynków.

dr inż. Leszek Dulak

Bibliografia

[1]    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] ze zmianami.

[2]    PN-B-02151-3:2015-10 Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych.

[3]    PN-EN 12354-1:2017-10 Akustyka budowlana. Określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Izolacyjność od dźwięków powietrznych między pomieszczeniami.

Zobacz też:

• Izolacyjność akustyczna stropu – badania, wskaźniki, wymagania
• Akustyka pomieszczeń szkolnych – problemy i wymagania
• Izolacja akustyczna klatek schodowych – wymagania prawne i rozwiązania