Właściwe projektowanie i rozpoznanie związków między czynnikami wpływającymi na właściwości akustyczne produktu budowlanego decydują o jego użyteczności.
Właściwości akustyczne
Właściwości akustyczne można omówić szeroko w odniesieniu do produktu budowlanego, jakim jest nieruchomość, w tym szczególnie nieruchomość zabudowana. W ustawie o ochronie praw nabywcy lokalu mieszkalnego lub domu jednorodzinnego zaistniał zwrot „cecha budynku” i ma on w pełni znamiona produktowego podejścia do oferowanej przez dewelopera nieruchomości lokalowej czy budynku mieszkalnego jednorodzinnego. Cechy czy właściwości produktu są powszechnie rozumiane i doprecyzowane w źródłach technicznej i prawnej wiedzy praktycznej. Definicję „właściwości” w odniesieniu do budownictwa i wyrobów budowlanych, z których powstają budynki, oraz samych budowli i budynków znajdziemy w standardzie terminologicznym, jakim jest Polska Norma PN-ISO 6707-1:2008 [1].
Z punktu widzenia użytkownika budynku właściwość powinna być istotna dla funkcji obiektu budowlanego i oczekiwanych możliwości realizacji zamierzonych aktywności. W standardzie [1] mamy precyzujące definicje odniesione do użytkownika, które brzmią następująco:
właściwości użytkowe – zdolność wyrobu do spełnienia żądanych funkcji w zamierzonych warunkach użytkowania lub zachowania w trakcie użytkowania
właściwość – własna lub nabyta cecha indywidualna jednostki
Bazując na tych definicjach z powszechnie uznanych reguł technicznych w budownictwie [1], można jednoznacznie określić, jakie właściwości akustyczne dla budynku czy obiektu budowlanego należy analizować w procesie budowlanym. Na właściwości akustyczne można spojrzeć z punktu widzenia nabywcy produktu budowlanego, jakim jest budynek, oraz z punktu widzenia dostawcy tego produktu. Jest to produktowe podejście do zagadnienia z uwzględnieniem zasad zrównoważonego rozwoju i świadomego nabycia produktu przez użytkownika. Uwzględniając różnice między nabywcą a producentem produktu budowlanego, powstaje podział właściwości akustycznych na pierwszo-, drugo- i trzeciorzędne w ocenie użytkownika.
Pierwszorzędne właściwości akustyczne:właściwości ważne dla użytkownika – gwarantujące oczekiwany komfort akustyczny użytkowania – stanowią informację wejściową dla producenta produktu, co budować, aby móc sprzedać na rynku.
Drugorzędne właściwości akustyczne: ważne dla uczestników procesu budowlanego; są wynikiem analizy przeprowadzonej przez producenta budynku z uwzględnieniem właściwości pierwszorzędnych oraz ich przekształcenia na cechy produktu budowlanego, właściwości przestrzeni i właściwości elementów budynku.
Trzeciorzędne właściwości akustyczne: ważne dla dostawcy wyrobów budowlanych – surowca, z jakiego produkowany jest budynek, ocenione przez uczestników procesu budowlanego i będące informacją wejściową do zamówienia surowców w składach budowlanych lub bezpośrednio u producentów.
Ogólne relacje między właściwościami akustycznymi, lokalizacją nieruchomości, oczekiwaniami użytkowników, przestrzenią architektoniczną a właściwościami fizycznymi elementów budynku i wyrobów budowlanych można opisać funkcją wzajemnych zależności w następującej postaci [2].
WAI = f (L, Fob, WAII, PAU)
gdzie:
WAI– pierwszorzędne właściwości akustyczne, istotne dla użytkownika,
L– lokalizacja nieruchomości, uwarunkowania środowiskowe miejsca,
Fob– funkcja obiektu,
WAII– właściwości akustyczne drugorzędne elementów budynku,
PAU– postawa akustyczna użytkownika wynikająca z funkcji obiektu budowlanego, przeznaczenia pomieszczeń oraz poziomu rozwoju społecznego.
WAII = f(WAIII, GP, REB)
gdzie:
WAII– drugorzędne właściwości akustyczne – właściwości elementów obiektu budowlanego,
WAIII– trzeciorzędne właściwości akustyczne – właściwości wyrobów budowlanych określone w laboratorium lub w badaniach poligonowych w warunkach odmiennych od warunków obiektu,
GP– geometria przestrzeni ograniczonej przegrodami,
REB– relacje akustyczne między elementami obiektu wynikające z ich geometrii oraz rodzaju wyrobu budowlanego.
Relacje między właściwościami można oceniać na wiele sposobów. Dobre projektowanie i dogłębne rozpoznanie relacji między czynnikami wpływającymi na właściwości akustyczne produktu budowlanego decydują o jego przyszłej użyteczności. Poznanie podejść, metod i technik oceny właściwości akustycznych produktu budowlanego to poznanie narzędzi, jakie powinien używać projektant z uprawnieniami budowlanymi na etapie projektu wstępnego w celach wypełnienia wymagań przepisów. Wzajemne relacje między surowcami do produkcji budynku a właściwościami budynku wpływają na efekt końcowy i użyteczność mieszkania i całego budynku.
Tab. Technika a ograniczenie zakresu częstotliwości analizy
|
Zakres częstotliwości [dB]
|
Technika
|
|
25–16 000 Hz
|
precyzyjna
|
|
50–5000 Hz
|
dokładna
|
|
100–5000 Hz
|
klasyczna
|
|
100–3150 Hz
|
uproszczona
|
Właściwości akustyczne wyrobów budowlanych
Na rynku produktów budowlanych (budowli, budynków i nieruchomości) wyroby budowlane, jako surowiec do ich produkcji, cechuje kilka właściwości. Właściwości te, opisane parametrami technicznymi, służą do szacowania właściwości akustycznych elementów budynku, a w konsekwencji decydują o właściwościach akustycznych przestrzeni użytkowanej. Jednak bez znajomości właściwości akustycznych funkcjonujących wyrobów budowlanych, służących szacunkom, nie można dalej prowadzić wywodu. W praktyce od lat stosowana jest zasada wyznaczania wskaźników oceny. Zasada ta ma oparcie zarówno w metodach szacunkowych, wymaganiach, jak i w technikach badań laboratoryjnych. Listę wskaźników opisujących wyroby budowlane, w tym technologie, podzielimy w sposób ogólny na związane z oceną poziomu dźwięku w pomieszczeniu oraz związane ze zrozumiałością dźwięku.
Ocena poziomu dźwięku – postrzeganie jakości użytkowania obiektu i zakłóceń funkcjonowania (realizacji celu użytkowania, pobytu) w tym obiekcie i jego pomieszczeniach, ocena akustycznego wpływu środowiskowego obiektu na użytkowników.
Ocena zrozumiałości dźwięku – postrzeganie jakości użytkowania obiektu i zakłóceń funkcjonowania wpływających na komunikację słowną i rozpoznawanie źródeł dźwięku oraz doznania estetyczne.
Wybrane wskaźniki oceny parametrów akustycznych wyrobów budowlanych pozwalające na ocenę poziomu dźwięku w pomieszczeniu
m – masa powierzchniowa [kg/m2]
Nie jest to właściwość wyznaczana w akustycznych badaniach specjalistycznych. Właściwość ta pozwala jednak na szacowanie wskaźników izolacyjności akustycznej przegród masywnych, opierając się na algorytmach zawartych w literaturze fachowej oraz standardach branżowych.
s’ – sztywność dynamiczna [MN/m3]
Właściwość wyrobu wyznaczana w procedurze badania zgodnie ze standardem PN-EN 29052-1:2011 i pozwalająca na szacowanie np. izolacyjności akustycznej podłóg pływających oraz ocenę przyrostu izolacyjności akustycznej okładzin ściennych.
R – izolacyjność akustyczna właściwa [dB]
Właściwość określana w badaniach laboratoryjnych w pasmach oktawowych lub tercjowych. Pozwala na precyzyjne analizy w pasmach częstotliwości poziomu dźwięku w pomieszczeniu za przegrodą obciążoną dźwiękiem, również ocenianym w pasmach częstotliwości.
Rw – wskaźnik ważony izolacyjności akustycznej właściwej [dB]
Wskaźnik jest określany w procedurze oceny izolacyjności akustycznej wg ISO 717-1. Wykorzystywany jest w metodach wskaźnikowych oceny właściwości akustycznych elementów budynku (stropy i przegrody pionowe) oraz przestrzeni użytkowanej.
C – widmowy wskaźnik adaptacyjny [dB]
Jest to wskaźnik korekcji wyników szacowania wskaźnika Rw dla przegród obciążanych hałasem wewnętrznym i zewnętrznym o charakterystyce zgodnej z opisem w standardzie ISO 717-1.
Ctr – widmowy wskaźnik adaptacyjny [dB]
Jest to wskaźnik korekcji wyników szacowania wskaźnika Rw dla przegród obciążanych hałasem zewnętrznym o charakterystyce zgodnej z opisem w standardzie ISO 717-1.
Ln – poziom uderzeniowy znormalizowany [dB]
Właściwość określana w badaniach laboratoryjnych w pasmach oktawowych lub tercjowych.
Ln,w – wskaźnik ważony poziomu uderzeniowego znormalizowanego [dB]
Wskaźnik określany w procedurze oceny izolacyjności akustycznej wg ISO 717-2. Wykorzystywany jest w metodach wskaźnikowych oceny właściwości akustycznych stropów.
Ln,w,eq – równoważny ważony wskaźnik poziomu uderzeniowego znormalizowanego dla stropu bez dodatkowych warstw [dB]
Wskaźnik jest określany w procedurze szacunkowej według standardu EN 12354-2. Wykorzystywany jest w metodach wskaźnikowych oceny właściwości akustycznych stropu – właściwości stropu konstrukcyjnego z ograniczeniem do grupy stropów wymienionych w tym standardzie.
ΔLw – ważony wskaźnik zmniejszenia poziomu uderzeniowego przez podłogę pływającą [dB]
Wskaźnik jest określany w procedurze oceny izolacyjności akustycznej według ISO 717-1 w badaniach. Określa wpływ technologii podłogi pływającej na poprawę właściwości akustycznych stropu konstrukcyjnego.
Wybrane wskaźniki oceny parametrów akustycznych wyrobów budowlanych pozwalające na ocenę zrozumiałości dźwięku w pomieszczeniu
αs – współczynnik pochłaniania dźwięku
Współczynnik jest wyznaczany w badaniach laboratoryjnych zgodnie z PN-ISO 354. Współczynnik jest podawany w pasmach tercjowych lub oktawowych w minimalnym przedziale częstotliwości 100–3150 Hz. Współczynnik służy do szacowania czasu pogłosu w pomieszczeniach.
αw – wskaźnik pochłaniania dźwięku
Wskaźnik jest wyznaczany według ISO 11654 na bazie badań laboratoryjnych pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku. Wskaźnik podawany jest w deklaracjach dostawy wyrobów budowlanych, np. sufitów dźwiękochłonnych według normy zharmonizowanej PN-EN 13964:2005.
A, B, C, D – klasy pochłaniania dźwięku
Klasa pochłaniania dźwięku jest wyznaczana według procedury w ISO 11654 i służy głównie celom informacyjnym na wstępnym etapie projektowania i podejmowania decyzji co do wyboru wyrobu budowlanego, gdyż pozwala na szybkie porównania.
Znacznie obszerniejsza lista wskaźników oceny właściwości akustycznych wyrobów budowlanych i elementów budynku zawarta jest w standardzie PN-B-02153:2002 Akustyka budowlana – Terminologia, symbole literowe i jednostki. Znając właściwości akustyczne wyrobów budowlanych, można za pomocą algorytmów szacunkowych określić zarówno właściwości elementów budynku, jak i przestrzeni użytkowanej. Można to zrobić na kilka sposobów z różną dokładnością.
Podejścia, metody i techniki wyznaczania właściwości akustycznych elementów budynku
Wyznaczenie właściwości akustycznych elementów budynku na etapie projektu wstępnego czy wykonawczego w cyklu życia produktu budowlanego może być realizowane na wiele sposobów. Wyartykułowanie podejść, metod i technik daje obraz zakresu narzędzi, jakimi można się posługiwać w procesie realizacji dokumentacji i określaniu ESLB (szacowany okres użytkowania budynku) [3] po przeprowadzeniu wcześniejszej oceny wpływu środowiskowego w zdefiniowanym LC (cyklu życia) budynku. Współcześnie przy zmieniającej się przestrzeni i rozwijających inwestycjach, szczególnie w zakresie komunikacji samochodowej, co wynika z polskiej polityki rozwoju kraju oraz polityki architektonicznej [4], [5] i deklaracji środowisk zawodowych [6], odpowiednie dobranie właściwości akustycznych np. powłoki budynku staje się istotnym zagadnieniem. Budynek w danej lokalizacji musi być zdatny do użytkowania, a zatem musi zapewniać ochronę przed czynnikami szkodliwymi dla użytkownika. Ochrona przed czynnikiem mechanicznym, o którym mówią powszechnie uznane reguły techniczne w budownictwie [7], jakim jest dźwięk, powinna być zależna od warunków aktualnego stanu faktycznego na nieruchomości oraz możliwych do przewidzenia zmian w odniesieniu do funkcji budynku i przeznaczenia pomieszczeń. Uwzględniając przepisy prawa, mamy dwa podstawowe podejścia w analizach właściwości akustycznych.
Podejście właściwości krytycznej elementu:podejście jest stosowane w celu oceny właściwości akustycznej elementu budynku do porównania z właściwościami krytycznymi (wymaganiami) dla elementów budynku podanymi w przepisach budowlanych.
Podejście właściwości krytycznej przestrzeni użytkowanej: podejście jest stosowane w celu oceny właściwości akustycznych elementu budynku jako czynnika wpływającego, decydującego o właściwościach akustycznych przestrzeni użytkowanej.
Podejście może zależeć od wymagań zamawiającego. Z punktu widzenia ustawy – Prawo budowlane funkcjonują dzisiaj oba podejścia, a zgodnie z normami prawnymi spełnienie wymagań przepisów jest wtedy, kiedy wszystkie wymagania są spełnione. Wybór podejścia zależy zatem od decyzji projektanta. Wykonanie analiz w podejściu bardziej rygorystycznym należy postrzegać jako należyte wykonanie analizy akustycznej, przeprowadzenie procesu oceny właściwości akustycznych.
W obu tych podejściach mamy do dyspozycji dwie metody:
– metodę wskaźnikową, opartą na analizie wskaźników jednoliczbowych oceny właściwości akustycznych przestrzeni użytkowanej budynku, elementów budynku, wyrobów budowlanych;
– metodę pasmową, opartą na analizie pasm częstotliwości (oktawowych lub tercjowych) właściwości akustycznych przestrzeni użytkowanej budynku, elementów budynku, wyrobów budowlanych.
Metoda wskaźnikowa ma silniejsze ugruntowanie prawne, gdyż wymagania podane w przepisach są określone poprzez wskaźniki oceny właściwości akustycznych przestrzeni użytkowanej oraz elementów budynku. Metoda wskaźnikowa jest również łatwiejsza do stosowania przez projektantów. Metoda pasmowa natomiast jest dokładniejsza i daje wyniki końcowe z mniejszą niepewnością po przekształceniu wyniku określonego w pasmach na wskaźniki oceny.
Stosowanie metody wskaźnikowej w procesie postępowania administracyjnego jest słuszne. Jednak trzeba pamiętać, że metoda ta ma swoją dokładność, może zatem powstać rozbieżność między wskaźnikami wyznaczonymi na etapie projektu wstępnego a wyznaczonymi metodą pasmową stosowaną w analizie wyrobów od konkretnego dostawcy na etapie projektu wykonawczego.
W każdej z metod występują jeszcze techniki. Zależą one od „szerokości” zakresu analizy częstotliwości i podziału na pasma tercjowe lub oktawowe. Obecnie stosowana jest głównie technika z podziałem zakresu częstotliwości na pasma tercjowe. Większość producentów wyrobów budowlanych przedstawia dane o wskaźnikach wyznaczonych w pasmach tercjowych w badaniach laboratoryjnych lub terenowych.
Wybierając metodę wskaźnikową, należy pamiętać o technice, w jakiej zostały wyznaczone wskaźniki przez producenta wyrobu budowlanego. Analizy dostępnych rynkowo technologii wykazują, że stosowanie metody wskaźnikowej przy ocenie poziomu dźwięku przenoszonego przez powłokę budynku ze środowiska do pomieszczenia wymaga korekty w zależności od techniki. Przy technice dokładnej korekta w stosunku do techniki precyzyjnej jest znikoma i kształtuje się na poziomie 1 dB. Różnica między wynikami uzyskanymi w technice uproszczonej a wynikami w technice precyzyjnej wynosi 2–8 dB i jest zależna od rodzaju źródła obciążającego powłokę budynku. Dokładność wykonania szacunków właściwości akustycznych elementów budynku jest ważna w podejściu właściwości krytycznej przestrzeni użytkowanej, kiedy rozliczenie z dostawy produktu opiera się na właściwościach ważnych dla użytkownika, który jest klientem „niepłacącym” projektanta.
Jacek Danielewski
mgr inż. wibroakustyk
Literatura
1. PN-ISO 6707-1:2008 Budynki i budowle – terminologia – Część 1: Terminy ogólne.
2. J. Danielewski, Właściwości akustyczne budynku, „Nieruchomości i Prawo” nr 7/2012.
3. PN-ISO 15686-1:2005 Budynki i budowle – planowanie okresu użytkowania – Część 1: Zasady ogólne.
4. Nowa Karta Ateńska 2003 – Wizja miast XXI wieku, przyjęta przez Europejską Radę Urbanistów.
5. Karta Lipska na rzecz zrównoważonego rozwoju miast europejskich, przyjęta z okazji nieformalnego spotkania ministrów w sprawie rozwoju miast i spójności terytorialnej w Lipsku, 24–25 maja 2007 r.
6. Deklaracja Poznańska, Kongres Architektury Polskiej 23–25 maja 2008 r. pod hasłem „Przekaz architektury, architektura przekazu”.
7. PN-ISO 6241:1994 Normy właściwości użytkowych w budownictwie – zasady ich opracowywania i czynniki, które powinny być uwzględniane.
