Przeskocz do treści

Krótki wpis o akustyce.

Na prośbę Maczety Ockhama zamieszczam krótki wpis o akustyce budynków. Poniższy wpis jest zaledwie wprowadzeniem do bardzo skomplikowanego tematu, który przez naszych projektantów i wykonawców jest zwykle ignorowany. Nie zawsze są spełniane nawet ustawowe normy, których to przestrzeganie, same w sobie, nie daje komfortu akustycznego. Pisać będę językiem potocznym, równocześnie upraszczając. Ten artykuł ma na celu jedynie przybliżenie tego tematu.

Czym jest dźwięk? Jest to wrażenie słuchowe spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, cieczy, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz. Czyli inaczej mówiąc dźwięk to są drgania, wibracje. Do wnętrza budynków mogą one docierać drogą powietrzną (muzyka, rozmowy itp.) jak i materiałową. Te ostatnie to głównie uderzenia w ściany i podłogi wewnątrz budynków czy wibracje pracujących maszyn, ale też ciężki ruch uliczny.

Temat akustyki w budynkach jest trudny, bo dotyczy różnych rodzajów dźwięków i różnych rodzajów jego przenoszenia. Kolejnym problemem w akustyce budynków jest to, że inaczej trzeba się bronić przed dźwiękami powstającymi wewnątrz budynku od tych powstających na zewnątrz. Dodajmy do tego jeszcze pogłos...

Tak jak przy innych elementach budynku dla jego akustyki najważniejsza jest lokalizacja. Następnie przemyślana konstrukcja i jakość jej wykonania. Dopiero na końcu znaczenie mają materiały, z których dom został wykonany.

Zabezpieczenie przed wysokimi dźwiękami przenoszonymi drogą powietrzną jest stosunkowo łatwe i tanie, nawet w już istniejącym budownictwie. Zabezpieczenie przed dźwiękami niskimi jest o wiele trudniejsze, zwłaszcza jeśli są one przenoszone przez elementy konstrukcyjne budynku. Tych niskich dźwięków wiele osób nie słyszy, ale nawet niesłyszalne źle wpływają na nasze samopoczucie, a nawet mogą być groźne dla zdrowia. Są to dźwięki materiałowe lub uderzeniowe. Łatwiej jest tłumić dźwięki w miejscu ich powstawania niż w miejscu gdzie przebywamy.

Dźwięki tłumi się na cztery sposoby. Blokując falę akustyczną szczelną przegrodą o dużej gęstości (gruby mur z żelbetonu), przestrzenią – pozwalając fali się rozproszyć (odległość, skrzynki rozprężne w wentylacji), tłumiąc falę dźwiękową za pomocą przegrody o skomplikowanej budowie (np. wełna mineralna), oraz za pomocą materiałów wibroizolacyjnych (guma, korek, styropian akustyczny).

Ta ostatnia metoda działa w zasadzie tylko w miejscu powstawania dźwięków. Co polega na mocowaniu urządzeń ruchomych (wiatraki, pompy, silniki) i instalacji (wentylacyjnych i kanalizacyjnych) za pomocą ogumionych uchwytów. Na tej samej zasadzie działają też podłogi pływające, czyli posadzki oddzielone za pomocą warstwy elastycznej izolacji od konstrukcji budynku. Tego typu dźwięki są stosunkowo łatwe do zneutralizowania przy budowie i praktycznie niemożliwe do pozbycia się bez generalnego remontu, oznaczającego zrywanie podłóg i wymianę instalacji. Dźwięki uderzeniowe bardzo dobrze i daleko rozchodzą się w materiale konstrukcyjnym (murach) domu.

Pierwsza metoda, czyli masywna przegroda ma kilka poważnych wad. Wymaga szczelności, czyli np. kładzenia zaprawy między pustakami zarówno pionowo jak i poziomo. Czyli profilowane pustaki przyśpieszające budowę są złym rozwiązaniem. Poważniejszym problemem jest to, że każde okno i drzwi znajdujące się w murze jest szczeliną akustyczną. Dzisiejsze standardowe okna mają realny wskaźnik izolacyjności akustycznej na poziomie poniżej 30 db. Najlepsze okna dźwiękoszczelne (bardzo drogie i ciężkie) dobijają do 40 db. Materiałami budowlanymi o najniższej izolacyjności akustycznej są pustaki gazobetonowe o gęstości 400 i grubości 24 cm oraz pustaki ceramiczne poryzowane o grubości 19 cm. Ich izolacyjność akustyczna to 40 db. Czyli najgorszy (akustycznie) mur i tak jest lepszy od najlepszego (akustycznie) okna. Najlepsze parametry akustyczne będzie miała ściana trójwarstwowa wykonana z silikatów i cegły klinkierowej, ocieplona wełną mineralną (suchy montaż), z zachowaną pustką powietrzną.

Kolejnym problem jest to, że ta metoda wymaga przegród o dużej gęstości. A więc ciężkich. W ostatnich wpisach o murach pisałem, czemu duża gęstość, a więc waga elementów murowanych jest wadą. Co jest szczególnie widoczne przy ściankach działowych. Normy wymagają aby izolacja akustyczna ścian działowych wynosiła 30-35 db, 40-45 db wg. norm podwyższonych. Realny komfort akustyczny na wypadek sąsiada urządzającego regularne dyskoteki to ponad 60 db. O ile 40 db łatwo osiągnąć ściankami o grubości 12cm z betonu komórkowego 700, lepszej akustycznie ceramiki (należy sprawdzać, są bardzo różne parametry), czy silikatów już o grubości 8 cm, to poziomu przekraczającego 60 db nie jest w stanie osiągnąć nawet ściana z silikatów o grubości 25 cm.

Jeśli chodzi o stropy, to dobre właściwości akustyczne mają stropy monolityczne żelbetowe i wykonane z płyt żerańskich (czyli też żelbetu), bardzo złe mają gęstożebrowe typu terivia. Nie tylko z powodu małej gęstości, ale nawet bardziej z powodu budowy – pustki w tych stropach działają jak pudła rezonansowe.

Druga metoda tłumienia hałasów, czyli przestrzeń, jest metodą najskuteczniejszą, najtańszą, ale najtrudniejszą w zastosowaniu. W odniesieniu do hałasów zewnętrznych wymaga cichej lokalizacji, z daleka od ruchliwych ulic, fabryk czy szkół. Najlepiej w otoczeniu zieleni. W obrębie budynku oznacza to przewidzenie miejsca dla instalacji wentylacyjnych tak, by zmieścić nie tyko tłumiki akustyczne ale i skrzynki rozprężne. Przede wszystkim polega na zaplanowaniu domu tak, aby pomieszczenia w których powstaje hałas (warsztat, pralnia itp.) były oddzielone od pomieszczeń wymagających ciszy (sypialnie, gabinet itp.) pomieszczeniami w których dopuszczalny jest umiarkowany poziom hałasu (część dzienna domu). Co w przypadku domu, który chcę postawić oznacza, że wszystkie pomieszczenia głośne (warsztat, siłownia itp.) będą w piwnicy, na parterze będzie część dzienna (salon, kuchnia, pokój gościnny, gabinet dla interesantów itp.), a sypialnie i pracownie będą na piętrze. Dodatkowo każde piętro będzie jeszcze przedzielone grubą ścianą nośną służącą też jako bariera akustyczna (np. oddzielająca sypialnie nasze od sypialni dzieci).

Trzecia metoda, czyli zastosowanie materiałów tłumiących jest stosunkowo tania, można ją wykonać już po wybudowaniu budynku, tylko wymaga od projektanta i wykonawcy dość dużej wiedzy. Może też łączyć funkcję bariery izolującej dźwięki i likwidującej pogłos w pomieszczeniach. Jej skuteczność zależy od zastosowania odpowiednich warstw o różnej charakterystyce. Najczęściej jest to połączenie wełny mineralnej z gipsem, czy to w postaci prasowanych płyt gipsu i wełny mineralnej, oraz ścianek „działowych” z płyt kartonowo-gipsowych wypełnionych wełną mineralną. Tak się izoluje ściany oraz sufity, z wełny mineralnej wykonuje się też tłumiki akustyczne do wentylacji oraz tłumi hałasy pochodzące z hydrauliki.

Wadą tej metody jest to, że złe wykonanie całkowicie zniweczy jej cel. Przykładowo ściany zewnętrzne ocieplone wełną mineralną metodą lekką suchą, z zastosowaniem pustki powietrznej, będą miały lepszą izolacyjność akustyczną jak sam mur. Ta sama wełna zamocowaną za pomocą metody lekkiej mokrej będzie pogarszać właściwości akustyczne muru. Drugim problemem jest to, że wełna mineralna (podobnie jak np. pianki akustyczne), skutecznie tłumi dźwięki wysokie, o krótkiej długości fali akustycznej. Słabo sobie radzi z dźwiękami niskimi, których fala dźwiękowa ma długość nawet 18m. Co m.in. oznacza, że skuteczny tłumik do wentylacji mechanicznej powinien mieć minimalną długość 18m. Z tego co wiem, jest taki jeden w Polsce. Zastosowano go w budynku NOSPR w Katowicach. Jeśli sprzedawca wciska nam głośną centralę wentylacyjną argumentując, że nie ma się co martwić, bo tani tłumik rozwiąże ten problem, to jest albo oszustem, albo jest niedouczony. Hałasy w wentylacji to temat, któremu w przyszłości poświęcę kilka wpisów.

Jeśli chcemy mieć cichy dom, to postawmy go w cichej okolicy, dobrze rozplanujmy przeznaczenie i położenie pomieszczeń również pod względem akustyki i w trakcie budowy zastosujmy materiały wibroizolacyjne w miejscach powstawania hałasu. Czyli przede wszystkim pływające podłogi i uszczelki wibroizolacyjne na maszynach i instalacjach. Będziemy mieli cichy dom, który możemy postawić z tanich materiałów. Inaczej trzeba będzie zastosować kosztowe rozwiązania tłumiące dźwięki, których skuteczność i tak będzie ograniczona.

Nie wdając się w szczegóły izolacyjność akustyczną dla celów projektowych podaje się za pomocą dwu parametrów. RA1R dla dźwięków wysokich i RA2R dla dźwięków niskich. Jeśli producent podaje te parametry w postaci RA1 lub RA2 (bez małego R), to należy odjąć 2 decybele. Z mojego doświadczenia wynika, że większość sprzedawców nie ma bladego pojęcia o akustyce, a jeśli już cokolwiek wie, to podaje parametry, które nie mają żadnego znaczenia dla akustyki.  Od sprzedawcy należy domagać się podania dwu parametrów - RA1 (lub Rw + C) oraz RA2R (lub Rw + Ctr).

Na koniec kilka linków w których można znaleźć dodatkowe informacje:

http://www.inzynierbudownictwa.pl/technika,materialy_i_technologie,artykul,akustyka_scian_wapienno_piaskowych__silikatowych_,7959

http://www.grupasilikaty.pl/sciana-o-podwyzszonych-parametrach-akustycznych.php

https://www.solbet.pl/izolacyjnosc-akustyczna.php

http://wienerberger.pl/informacje/parametry-akustyczne-%C5%9Bcian-z-pustak%C3%B3w-porotherm

http://www.budujemydom.pl/sciany-wewnetrzne/9529-izolacyjnosc-akustyczna-scian-dzialowych

http://www.zawod-architekt.pl/artykuly/za43_okna.html

5 thoughts on “Krótki wpis o akustyce.

  1. m0rwen

    Nie pamiętam jak tam u Ciebie w Bieszczadach z mediami. Lecz w kwestii akustyki zmieniłem ostatnio pompę hydrofora. Maszynka w pierwszym odczuciu cichsza, ale w praktyce generuje dźwięk o tyle niższy, że znacznie skuteczniej penetruje wszystkie przegrody w budynku ;-( Choć nadal do pomieszczenia technicznego polecam drzwi pożarowe z marketu, nawet jeśli żaden ogień tam nigdy nie wystąpi. Bo stosunek ceny do właściwości akustycznych uważam bardzo godny.

    Na ten sezon grzewczy wreszcie zamontowałbym bufor ciepła. Grzanie podłóg w nocnej taryfie jakoś przestało wystarczać, za mała bezwładność. Więc zaraz zacznę rozkminiać co i jak pożenić. Planujesz w najbliższym czasie rozwijać tę tematykę?

    Odpowiedz
    1. Arturro

      W najbliższym czasie nic o ogrzewaniu ponad to co napisałem tutaj: http://www.dwamiasta.pl/projekt/zalozenia/czym-grzac-polemika/ pisać nie zdołam. Niedawno zmarł mój wspólnik i w związku z tym ilość wolnego czasu którym dysponuję uległa gwałtownemu skurczeniu.
      Co do samego bufora ciepła polecam ten artykuł: http://czysteogrzewanie.pl/instalacja-grzewcza/bufor-ciepla/ O module zewnętrznym pompy ciepła to warto przeczytać ten wątek: http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2532726.html - w skrócie, zewnętrzny moduł jednej z pomp ciepła firmy LG jest identyczny z zewnętrznym modułem jednego z ich klimatyzatorów. Różni się tylko sterownikiem i ceną. Tak o jakieś 15 000zł. Na aledrogo widziałem kiedyś gotowe przeróbki klimatyzatorów na pompy ciepła, które były przeznaczone do bezpośredniego wpięcia do bufora ciepła.

      Podoba mi się Twoje rozwiązanie z drzwiami przeciwpożarowymi jako drzwiami akustycznymi.

      Z problemem pozornie cichszych urządzeń już się wielokrotnie spotkałem. Producenci wykorzystują to, że większość ludzi słabo słyszy niskie dźwięki i sztuczkami technicznymi „przesuwa” hałas w inne pasmo. W dzień to i może jest ciszej, ale w nocy tragedia.
      Nie wiem jak masz zamocowany hydrofor, ale spróbuj odizolować go od podłogi wkładkami wibroizolacyjnymi. Twardą gumą, ostatecznie nawet matami pod sprzęt fitness. Ściany i sufit pomieszczenia z hydrofornią możesz też wykleić płytami sufitowymi z prasowanej wełny mineralnej, tak by całe pomieszczenie robiło za tłumik. Koszt płyt i kleju gipsowego niewielki, ale dużo z tym pracy.

      Odpowiedz
  2. m0rwen

    Faktycznie czysteogrzewanie gruntownie rzecz bufora opisuje. Dawno do nich nie zaglądałem.

    Z oszukiwaniem klimatyzatora może mnie żona, za ten poziom eksperymentu pogonić 😉 Ale zobacz, że w przyszłym tygodniu w Juli Ansluta 6kW będą dawać po 8kPLN: https://www.jula.pl/catalog/artykuly-budowlane-i-farby/klimatyzacja-i-dogrzewanie/ogrzewanie/pompy-ciepla-powietrze-woda/pompa-ciepla-typu-powietrze-woda-416120/

    Ciekawe co taki jest wart...

    Odpowiedz
    1. Arturro

      Wszystkie informacje które mogę znaleźć o tej pompie są w j. szwedzkim, mi nieznanym, nigdzie nie znalazłem wykresu COP w zależności od temperatury zewnętrznej. Skandynawowie powszechnie używają powietrznych pomp ciepła, więc prawdopodobnie się na tym dość dobrze znają. Choć raczej nie używał bym jej do ogrzewania kiedy temperatura zewnętrzna spada poniżej -5 stopni Celsjusza.
      Jak dla mnie - wciąż drogo, ale dużo lepiej niż to co przeciętnie jest dostępne w Polsce, czyli rynek się powoli cywilizuje. Daje mi to nadziej, że jak za parę lat będziemy budowali dom, to będzie można kupić PPC w rozsądnej cenie.
      Zdecydowanie nie wieszał bym jednak modułu zewnętrznego bezpośrednio na ścianie zewnętrznej, będzie przenosiło wibracje. Zdecydowanie jakaś konstrukcja oddzielona od budynku. I dobrze przemyśl umiejscowienie tej pompy - 60 db to dość głośno.

      Odpowiedz
      1. m0rwen

        Gdy głębiej pogrzebać w instrukcji dostępnej na stronie Jula, to przyznają, że jest to trochę słabsze niż analogiczna jednostka np. Panasonica pozycjonowana na 3kW. A i COP który podają nie powala na kolana. Więc darmo to nie jest za urządzenie w zasadzie na okres przejściowy. Choć przy 6 latach gwarancji na sprężarkę ma już szanse się zwrócić.
        Co do hałasu, to aż tak się nie boję. Panas podaje nawet trochę więcej. Ja śpię z innej strony domu, syna nic nie obudzi 😉
        Bufora nie dostanę w ratach 0%, a to ustrojstwo i owszem.

        Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *