Wpływ lokalizacji budynku na komfort akustyczny

Wzmożony rozwój miast po­łączony ze zmniejszającą się przestrzenią urbani­styczną i wielofunkcyjnością terenów miejskich może przyczyniać się do powstania uciążliwości akustycznej, która jest wynikiem wysokiego stop­nia uprzemysłowienia oraz wzmożo­nej liczby źródeł hałasu w otoczeniu. Hałas środowiskowy emitują obiek­ty przestrzenne znajdujące się na terenach uciążliwości akustycznej, do których zaliczamy ciągi komuni­kacyjne wytwarzające hałas pocho­dzenia drogowego, tramwajowego czy kolejowego, obszary produkcyjne i produkcyjno-usługowe oraz porty lotnicze [1]. W przestrzeni miasta negatywny wpływ hałasu dotyczy przede wszystkim terenów wrażliwo­ści akustycznej, dla których ustawo­dawca określił standardy w postaci dopuszczalnych poziomów hałasu [2]. Do terenów tych zaliczamy ob­szary przeznaczone pod zabudowę mieszkaniową, szpitale i domy opie­ki społecznej, budynki związane ze stałym lub czasowym pobytem dzieci i młodzieży, tereny na cele mieszka­niowo-usługowe, uzdrowiskowe oraz rekreacyjno-wypoczynkowe. Hałas w otoczeniu wymienionych terenów pogarsza warunki akustyczne, co pośrednio wpływa na obniżenie kom­fortu akustycznego panującego we­wnątrz budynku.

Całkowite wyeliminowanie uciążliwo­ści akustycznej generowanej przez otoczenie jest niemożliwe. W związku z powyższym celem działań urbani­stów, architektów, projektantów czy wykonawców powinno być efektyw­ne ograniczenie poziomu hałasu do­cierającego z zewnątrz do obiektów wrażliwości akustycznej. Jak wiado­mo, na komfort akustyczny panujący w budynku wpływa jego izolacyjność akustyczna rozumiana jako zdolność poszczególnych elementów obiektu do zapobiegania przenoszenia m.in. dźwięków zewnętrznych. Niezmiernie ważne jest zapewnienie odpowiedniej izolacyjności akustycznej zewnętrz­nych przegród budowlanych [3], która powinna zostać sprecyzowana w od­niesieniu do konkretnej lokalizacji ro­zumianej jako złożony emitor dźwięku wytwarzający określony poziom decy­belowy hałasu pochodzącego od róż­nych grup źródeł.

Efektywna ochrona akustyczna bu­dynku (projektowanego lub istnieją­cego) powinna zostać poszerzona o badanie struktury przestrzennej pod kątem hałasu środowiskowego. Wymaga to wnikliwej oceny lokaliza­cji budynku z uwzględnieniem źródeł hałasu, których oddziaływanie może wpłynąć na komfort akustyczny panu­jący w jego wnętrzu. Taka ocena sta­nie się punktem wyjścia do określe­nia stopnia uciążliwości akustycznej otoczenia i pozwoli wskazać wartość decybelową dźwięku, oddziałującego zarówno na wszystkie elewacje ist­niejącego, jak również projektowane­go obiektu wrażliwości akustycznej.

Metody oceny lokalizacji budynku pod kątem zapewnie­nia komfortu akustycznego

Do oceny lokalizacji budynku pod kątem zapewnienia odpowiednich warunków akustycznych można stosować me­tody o charakterze obiektywnym oraz subiektywnym. Wśród metod obiek­tywnych wyróżniamy metodę pomiaru, w której bezpośrednie pomiary aku­styczne wykonuje się przy użyciu spe­cjalistycznego przyrządu mierniczego, oraz metodę analizy dokumentacji źródłowej, w której podstawą są dane akustyczne zaprezentowane na stra­tegicznej mapie akustycznej (SMA). Do metod o charakterze subiektywnym zaliczamy metodę korekty wskaźni­ków hałasu bazującą na danych obiek­tywnych, skorygowanych o wielkości wynikające ze społecznej oceny nara­żenia na hałas i odniesionych do skali ocen stosowanych w innych badaniach naukowych. Drugą metodą subiektyw­ną jest metoda wywiadu polegająca na przeprowadzeniu bezpośredniego wy­wiadu wśród użytkowników terenu na temat indywidualnych odczuć zjawisk dźwiękowych w otoczeniu badanego obiektu. Celem wszystkich wymienio­nych metod jest określenie stopnia uciążliwości akustycznej otoczenia, co powinno zostać poprzedzone sze­regiem działań definiujących otoczenie wpływające na badany obiekt. Do dzia­łań tych należy zaliczyć:

– przeanalizowanie wzajemnych rela­cji przestrzennych i funkcjonalnych między przedmiotem badań (tutaj: budynek wrażliwości akustycznej lub nieruchomość gruntowa prze­znaczona pod zabudowę obiektu wrażliwości akustycznej) a pozo­stałymi obiektami w przestrzeni;

– zidentyfikowanie i scharakteryzowa­nie źródeł hałasu oddziałujących na przedmiot badań oraz zlokalizowa­nie potencjalnych miejsc konfliktów;

– zidentyfikowanie otoczenia oddziału­jącego na przedmiot badań;

– wybór metody badawczej do oceny lokalizacji pod kątem zapewnienia komfortu akustycznego;

– wskazanie w obrębie przedmiotu ba­dań miejsc o potencjalnym zagroże­niu akustycznym;

– określenie stopnia uciążliwości aku­stycznej otoczenia.

Rys. Ocena lokalizacji wybranego budynku mieszkalnego

Strategiczna mapa akustyczna jako narzędzie oceny lokaliza­cji dla zapewnienia komfortu akustycznego budynku

Ze wszystkich zaprezentowanych metod badawczych do oceny lokali­zacji budynku pod kątem zapewnienia właściwych warunków akustycznych najczęściej wykorzystuje się metodę pomiaru. Wymaga ona użycia apara­tury mierniczej oraz znajomości me­todyki prowadzenia pomiarów. Tym samym jest to metoda kosztowna, czasochłonna i wymaga fachowej ob­sługi pomiarowej. Z tego względu, jak również ze względu na dostępność źródła podczas wykonywania oce­ny, proponuje się zastosować jedną z metod o charakterze obiektywnym – metodę analizy dokumentacji źró­dłowej. W metodzie tej podstawowym źródłem informacji są zasoby strate­gicznej mapy akustycznej (SMA), któ­ra jako dokument powstający z naka­zu prawa [4, 5] umożliwia precyzyjne określenie stopnia uciążliwości aku­stycznej otoczenia i w tym kontekście może być przydatna podczas obliczeń izolacyjności akustycznej zewnętrz­nych przegród budowlanych obiektu wrażliwości.

Strategiczna mapa akustyczna to uśredniona mapa hałasu emitowane­go z różnych źródeł, stanowiąca pod­stawę przy ocenie narażenia terenów zurbanizowanych ponadnormatywnym poziomem hałasu oraz określeniu przyczyn jego powstawania. Zbudo­wana jest ona z szeregu cyfrowych map, w tym map emisji i imisji hała­su, map obszarów cichych oraz map terenów zagrożonych hałasem. Dane akustyczne zaprezentowane na tych mapach obrazują poziom hałasu [dB] na wysokości 4 m określony wskaź­nikami długookresowymi. Wyróżnia się długookresowy wskaźnik dobowy L_dWN definiowany jako długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decybelach, wyznaczony w ciągu wszystkich dób w roku z uwzględ­nieniem: pory dnia (przedział czasu od godz. 6.00 do godz. 18.00), pory wieczoru (przedział czasu od godz. 18.00 do godz. 22.00) i pory nocy (przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00) oraz wskaźnik L_N defi­niowany jako długookresowy średni poziom dźwięku A wyrażony w decy­belach, wyznaczony w ciągu wszyst­kich pór nocy w roku (rozumianej jako przedział czasu od godz. 22.00 do godz. 6.00) [4].

Ocenę lokalizacji budynku, opierając się na systemie SMA, należy wyko­nać na podstawie danych akustycz­nych zaprezentowanych na mapach imisyjnych. Wykorzystanie tych map pozwala odnieść analizy do pojedyn­czych obiektów, a nie zdefiniowanych zapisami opracowań planistycznych terenów wrażliwości akustycznej, których zakres określa przeważająca funkcja terenu, a nie funkcja użyt­kowa pojedynczej zabudowy. Wyniki analiz należy następnie odnieść do obowiązujących w trakcie badania wy­magań formalnych (dopuszczalnych poziomów hałasu) określonych przez ustawodawcę. W ten sposób otrzy­muje się dwa stany oddziaływania akustycznego, tj.:

– stan pozytywny (spełnienie wyma­gań formalnych) – brak uciążliwości akustycznej,

– stan negatywny (brak spełnienia wy­magań formalnych) – pojawienie się uciążliwości.

System SMA umożliwia przepro­wadzenie oceny poziomu hałasu dla wszystkich grup źródeł hałasu środo­wiskowego oraz różnych jego wskaźni­ków, co pozwala na wykonanie pełnej oceny stopnia uciążliwości akustycz­nej otoczenia. Wybór wskaźnika ha­łasu oraz wybór jego źródeł powinien wynikać ze wstępnego rozpoznania otoczenia i identyfikacji potencjalnych miejsc konfliktów akustycznych. Wy­bór jest decyzją badacza i powinien za­leżeć od przedmiotu badań. Ze wzglę­du na fakt, że obliczenia akustyczne w systemie SMA przeprowadza się na wysokości 4 m, oraz ze względu na charakterystykę rozchodzenia się fali akustycznej w przestrzeni oce­nę tę proponuje się wykorzystać dla budynków mieszkalnych niskich do czterech kondygnacji nadziemnych włącznie. Dla budynków mieszkalnych wyższych ocena powinna być posze­rzona o wyznaczenie stref pionowo-poziomej propagacji fali dźwiękowej na poszczególnych kondygnacjach budynku z uwzględnieniem wszystkich jego elewacji [6].

Ocena uciążliwości akustycz­nej otoczenia wybranego budynku

Do badań wytypowano nieruchomość mieszkaniową zabudowaną domem jednorodzinnym dwukondygnacyjnym, zlokalizowaną w Bydgoszczy. Po prze­prowadzeniu wizji terenowej i zdefi­niowaniu otoczenia ocenę lokalizacji wybranego budynku przeprowadzono metodą analizy dokumentacji źródło­wej dla hałasu drogowego. Badania wykonano, opierając się na mapie imisyjnej wskaźnika L_dwnwchodzącej w skład SMA miasta Bydgoszczy [7]. W celu określenia warunków akustycz­nych wytypowano sześć punktów kon­trolnych. Dwa punkty zlokalizowano na granicy nieruchomości gruntowej, pierwszy w bezpośrednim sąsiedz­twie ulicy M. Skłodowskiej-Curie (P1), drugi na północnej granicy terenu (P2). Kolejne cztery punkty (P3-P6) umiejscowiono w odległości 2 m od każdej elewacji budynku. W punktach kontrolnych odczytano poziom L_DWN, który odniesiono do dopuszczalnej wartości poziomu hałasu drogowego wynoszącej dla zabudowy mieszkanio­wej jednorodzinnej 64 dB. Wyniki za­prezentowano na rysunku.

Po przeanalizowaniu dokumentacji źródłowej stwierdzono, że południowa część wybranej nieruchomości grun­towej znajduje się w uciążliwym aku­stycznie otoczeniu spowodowanym ruchem pojazdów na ulicy M. Skłodowskiej-Curie. Potwierdza to rysu­nek gdzie dla punktu kontrolnego P1 nie zostały spełnione wymagania for­malne i poziom dopuszczalny został przekroczony o blisko 10 dB. Ponadto na podstawie zaprezentowanych ba­dań można wnioskować, że tylko pół­nocna elewacja wybranego budynku nie jest narażona na ponadnormatyw­ny poziom hałasu. Pozostałe elewacje sklasyfikowano jako elewacje głośne, które narażone są na hałas drogowy przekraczający poziom dopuszczalny w P3 o 3,8 dB, w P4 o 6,4 dB oraz w P5 o 4,4 dB. Wytypowany budynek jednorodzinny nie posiada elewacji cichej, dla której zgodnie z zapisami prawa [5] dobowy wskaźnik hałasu powinien być o ponad 20 dB niższy od największej wartości przy elewacji najbardziej wyeksponowanej na hałas. Analizując rozkład przestrzenny ha­łasu drogowego oraz wartości de­cybelowe uzyskane w punktach kon­trolnych (P1, P3, P4, P5) – rysunek, stwierdzono, że ocena lokalizacji wy­branego budynku mieszkalnego za­kończyła się wynikiem negatywnym. Tym samym stwierdzono, że wybrany budynek znajduje się w uciążliwym akustycznie otoczeniu, co jest konse­kwencją bezpośredniego sąsiedztwa ulicy M. Skłodowskiej-Curie. Oznacza to, że bliskość wskazanej trasy ko­munikacyjnej może zaburzyć komfort akustyczny panujący w pomieszcze­niach zlokalizowanych w południowej części budynku. Wyniki te mogą sta­nowić rekomendację dla wyboru roz­wiązań technologicznych w zakresie działań modernizacyjnych pod kątem zapewnienia właściwych warunków akustycznych.

Podsumowanie

Każdy obiekt znajdujący się w prze­strzeni narażony jest na oddziaływa­nie wielu czynników mogących obniżyć jego walory funkcjonalno-użytkowe. Jednym z nich jest hałas środowi­skowy, który powodując uciążliwość akustyczną, może zaburzyć warunki panujące w otoczeniu obiektu i ne­gatywnie wpłynąć na komfort aku­styczny panujący w jego wnętrzu. Ponieważ całkowite wyeliminowanie źródeł dźwięku jest niemożliwe, pra­widłowa ochrona przed hałasem wy­maga m.in. odpowiedniej izolacyjności akustycznej zewnętrznych przegród budowlanych Winna ona wynikać ze szczegółowo rozpoznanej przestrze­ni, w której znajduje się budynek. Ze względu na dostępność źródła pod­czas wykonywania oceny lokalizacji budynku dla zapewnienia komfortu akustycznego proponuje się wyko­rzystać dostępne źródło informacji, jakim jest strategiczna mapa aku­styczna (SMA). Dane akustyczne za­prezentowane na mapach imisyjnych systemu SMA pozwolą na zdefinio­wanie klimatu akustycznego panu­jącego w otoczeniu obiektu, co jest niezmiernie ważne podczas podejmo­wania decyzji w zakresie działań ar­chitektonicznych, projektowych czy modernizacyjnych polegających na doborze rozwiązań technologicznych efektywnych akustycznie w okresie eksploatacji budynku. Tym samym analizy danych zawartych na SMA powinny zostać włączone do proce­su inwestycyjnego, szczególnie we wstępnych fazach, gdzie rozpoznanie lokalizacji jest kluczowe dla prawidło­wego funkcjonowania obiektów wraż­liwości akustycznej.

dr inż. Kinga Szopińska

Wydział Budownictwa Architektury i Inżynierii Środowiska Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy