Izolacyjność akustyczna ścian szkieletowych

Ściany działowe w technologii lekkiej konstrukcji szkieletowej na bazie płyt gipsowo-kartonowych są obecnie bardzo popularnym rozwiązaniem. Trend stosowania tego typu przegród możemy zaobserwować szczególnie w budynkach biurowych, gdzie konieczna jest zmiana aranżacji danej powierzchni stosownie do konkretnych wymagań zmieniających się najemców. Do największych zalet ścian o lekkiej konstrukcji zalicza się: małą masę przegrody, łatwość i szybkość montażu i demontażu, czystą pracę (brak potrzeby murowania) oraz możliwość uzyskania dobrej izolacyjności od dźwięków powietrznych. Ten ostatni aspekt, czyli właściwości dźwiękoizolacyjne, jest w dużym stopniu zależny od poszczególnych komponentów, z których wykonana jest przegroda. Szczególnie godny podkreślenia wydaje się fakt, że przy znacznie mniejszej masie niż w przypadku ścian murowanych – stosując odpowiednią konstrukcję ściany szkieletowej – można uzyskać porównywalną izolacyjność od dźwięków powietrznych. W artykule przeanalizowany będzie wpływ poszczególnych rozwiązań materiałowych i innych czynników na izolacyjność od dźwięków powietrznych lekkich ścian szkieletowych.

Fot. stock.adobe/Axel Kock

Budowa ścian o lekkiej konstrukcji szkieletowej opiera się na pewnym schematycznym układzie warstw materiałowych. Podstawą jest lekka konstrukcja, w krajach europejskich jest ona wykonana najczęściej na bazie profili stalowych. W Ameryce Północnej możemy zaobserwować znacznie większą popularność konstrukcji drewnianych. Kolejnym niezwykle istotnym elementem jest poszycie ściany, które najczęściej wykonywane jest z płyt gipsowo-kartonowych o różnych pożądanych właściwościach (np. zwykłe, ognioochronne, impregnowane, twarde). Można również spotkać rozwiązania oparte na płytach o innym rdzeniu o większej gęstości (np. płyty gipsowo-włóknowe). Płyty montowane są obustronnie do profili konstrukcyjnych. Z punktu widzenia akustyki utworzenie pustki między dwoma płytami powoduje poprawę właściwości izolacyjnych, ponieważ przedstawiając problem bardzo ogólnie, padająca na przegrodę fala akustyczna musi się przedostać przez kolejne warstwy materiałowe. W związku z tym, że impedancja poszczególnych elementów różni się znacząco, za każdym razem, gdy fala zmienia ośrodek propagacji, wytracana jest energia akustyczna. W efekcie część energii padającej na przegrodę nie przedostaje się na jej drugą stronę. Uzupełnieniem powyższego układu poprawiającym właściwości dźwiękoizolacyjne ścian szkieletowych jest wypełnienie przestrzeni między płytami (przestrzeni konstrukcyjnej) materiałem dźwiękochłonnym (najczęściej wełną mineralną).

W dalszej części artykułu przedstawiony zostanie wpływ powyższych elementów na izolacyjność akustyczną przegrody.

Czytaj też:

Jak dobrze zaizolować dom zgodnie z Warunkami Technicznymi. AKUSTYKA

Ściany z ceramiki budowlanej a izolacyjność akustyczna w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych

Leca® BLOK – ściany izolujące od hałasu

Sprawdź: Produkty budowlane

Izolacyjność akustyczna pojedynczej płyty

Głównymi czynnikami wpływającymi na właściwości dźwiękoizolacyjne pojedynczej płyty gipsowo-kartonowej są masa powierzchniowa i grubość. Ogólnie można stwierdzić, że im większe są wartości tych dwóch parametrów, tym lepszej izolacyjności możemy się spodziewać. Znaczący wpływ na charakterystykę izolacyjności akustycznej płyty ma zjawisko koincydencji. Efektem tego zjawiska jest to, że dla pewnej częstotliwości i przy określonym kącie padania fali na panel drgania giętne panelu są wzmacnianie, a energia akustyczna jest transmitowana prawie bez tłumienia. W praktyce negatywny wpływ występuje w pewnym zakresie częstotliwości. Częstotliwość krytyczna koincydencji i pasmo, w którym występuje wyraźne obniżenie właściwości dźwiękoizolacyjnych, zależą od masy i sztywności płyty. Wraz ze wzrostem gęstości rdzenia oraz jego grubości należy się spodziewać zmniejszenia częstotliwości krytycznej koincydencji. Dla standardowych płyt oferowanych obecnie na rynku obniżenie w wyniku efektu koincydencji obserwujemy w zakresie 1250-5000 Hz. Na rys. 1 można zobaczyć wyraźną różnicę wpływu zjawiska koincydencji na charakterystykę izolacyjności akustycznej. Płyta o grubości 13 mm, o większej masie, częstotliwość koincydencji ma przesuniętą w stronę małych częstotliwości w stosunku do płyty o grubości 10 mm.

Rys. 1. Wpływ grubości płyty na przebieg charakterystyki izolacyjności akustycznej [1]

Najczęściej stosowaną płytą w budownictwie, szczególnie biurowym, jest płyta gipsowo-kartonowa typu A o grubości 12,5 mm i masie powierzchniowej m’ ≈ 7 kg/m². Częstotliwość koincydencji takiej płyty leży w paśmie 3150 Hz. Wartość wskaźnika oceny izolacyjności akustycznej właściwej wynosi R _A,1= 29 dB i może się różnić w zależności od producenta o 1-2 dB, co jest wynikiem różnej gęstości rdzeni. W przypadku cięższych płyt (np. ogniowych) możemy zaobserwować wzrost o ok. 2 dB [2]. Biorąc pod uwagę przedstawione czynniki, należy wnioskować, że korzystniejsze jest stosowanie dwóch płyt o mniejszej grubości niż jednej o większej grubości, ponieważ w przypadku dwóch płyt częstotliwość koincydencji pozostaje bez zmian, a w przypadku płyty grubszej obniżenie przesuwa się w stronę niższych pasm, czyli zakres, który często jest objęty ochroną przed hałasem.

W dalszej części artykułu:

• Izolacyjność akustyczna ściany szkieletowej
• Wpływ doboru płyt na właściwości dźwiękoizolacyjne
• Konstrukcja przegrody a izolacyjność akustyczna
• Wpływ wypełnienia na izolacyjność akustyczną

mgr Rafał Zaremba, akustyk