Komfort akustyczny pomieszczeń

Mechanizm powstawania i rozchodzenia się dźwięków

Zjawiskami związanymi z propagacją dźwięków, zajmuje się dział fizyki nazwany akustyką, a praktyczny jej wpływ na komfort użytkowania pomieszczeń mieszkalnych jak i ogólnodostępnych jest często traktowany marginalnie, choć obecne unormowania wprowadzają określone wymagania odnośnie ochrony przed hałasem jak i standardów jakościowych wymaganych w zamkniętych pomieszczeniach przy przekazywaniu emitowanych dźwięków.

Dźwięki o określonym natężeniu i częstotliwości wytwarzane są najczęściej na drodze mechanicznej poprzez wzbudzenie drgań wywołujących falę powietrza rozchodzącą się w przestrzeni. W przypadku natrafienia na przeszkodę, fala dźwiękowa ulega częściowo odbiciu, pochłonięciu i przeniknięciu, co zależnie od własności akustycznej przegrody może powodować wyciszenie lub wywołanie pogłosu, a nawet echa.

Zdolność wyciszania przenikających dźwięków określana jest wskaźnikiem powietrznej izolacyjności akustycznej oznaczanym ogólnym symbolem R i podawanym w jednostkach decybelach (dB), który odnosi się do konkretnego zestawienia materiałowego przegrody i dla określonego zakresu częstotliwości, a wyższa wartość tego wskaźnika oznacza skuteczniejszą izolację akustyczną.

Natomiast ograniczenie przenikania dźwięków uderzeniowych określane jest wskaźnikiem L_n,w , przy czym im niższa jego wartość, tym lepsza będzie efektywność tłumienia hałasu.

Dźwięki docierające do przeszkody są również odbijane, przy czym zależnie od jej własności powierzchniowych mogą być w różnym stopniu pochłaniane. Ma to niezwykle istotne wpływ na powstawanie pogłosu, który jest efektem odbicia się i nałożenia dźwięku odbitego na falę pierwotną wywołując to zjawisko.

Powoduje to zniekształcenie odbieranego przekazu słownego np. na sali lekcyjnej czy w biurze albo zakłócenie jakości muzyki. Jednak znaczące ograniczenie zjawiska pogłosu może niekiedy przynieść niepożądany efekt, gdyż utworzenie z jego pomocą tła dźwiękowego przy słuchaniu muzyki może stwarzać wrażenie pełniejszego odbioru, czym np. charakteryzują się renomowane sale koncertowe.

Z wyraźnym pogłosem można się spotkać w dużych, pustych pomieszczeniach np.w niezamieszkałych domach i pojawia się on zawsze gdy, opóźnienie odbioru fali odbitej wynosi mnij niż 0,1 sekundy. Powyżej tej wartości powracający dźwięk staje się dobrze słyszalny i rozpoznawalny wywołując echo.

Wyciszenie dźwięków zewnętrznych

Natężenie dźwięków dochodzących z zewnątrz zależy przede wszystkim od lokalizacji budynku - obiekty znajdujące się w pobliżu lotnisk, szlaków drogowych czy kolejowych wymagają znacznie skuteczniejszej izolacji akustycznej przegród zewnętrznych lub utworzenia ekranów sztucznych lub naturalnych izolujących przed rozprzestrzeniającym się hałasem.

Izolacyjność aktustyczna ścian zewnętrznych wniesionych z elementów silikatowych Silka Tempo 24 cm wynosi RA1 = 58 dB. fot. Xella Polska

Wymagania odnośnie ochrony akustycznej budynków określają odpowiednie normy, np. poziom hałasu dla pomieszczeń mieszkalnych w porze nocnej nie może być wyższy niż 30 dB. Wymaga to już na etapie projektowania domu doboru odpowiedniego zestawienia materiałów do wznoszenia ścian zewnętrznych jak dźwiękochłonności okien.

Wyjściową wartością niezbędną do określenia wymaganej izolacyjności akustycznej tych przegród będzie spodziewany poziom hałasu zewnętrznego, co pozwoli na określenie niezbędnego wskaźnika tłumienia dźwięków R_A1 i R_A2 zależnie od dominującego widma częstotliwościowego dochodzących dźwięków (wysokie, średnie czy niskie częstotliwości)

Hałas wewnątrz domu

Źródłem hałasu wewnętrznego są sami mieszkańcy jak i sprzęty przez nich użytkowane. Ze względu na sposób wytwarzania i rozchodzenia się dźwięków rozróżniamy dźwięki powietrzne i uderzeniowe zwane też materiałowymi.

Pianka akustyczna Bitmat o kształcie fali sprawdzi się w poprawie akustyki pomieszczeń - pozwala rozproszyć dźwięk i przez to zminimalizować echo oraz pochłonąć wysokie i średnie częstotliwości. fot. www.bitmat.pl

Dźwięki powietrzne rozchodzą się w postaci fali wywołanej np. głosem, muzyką, włączonym radiem, pracą urządzeń technicznych, natomiast znaczną uciążliwością, a także dość trudną eliminacją charakteryzują się dźwięki materiałowe wywołane przemieszczaniem się ludzi (kroki), upadkiem czy przesuwaniem przedmiotów, drganiami spowodowanymi pracą maszyn.

Problem ten dotyczy głównie stropów, a wytworzone drgania mogą być też przenoszone na ściany i inne elementy konstrukcyjne budynku.

Ściany działowe typu B z opłytowaniem z płyt g-k Nida Cicha o grubości 2x12,5mm zapewniają izolacyjność akustyczną o wartości Rw=70dB. fot. Etex Poland (marka Siniat)

Zasadniczą ochronę przed rozprzestrzenianiem się niepożądanych dźwięków powietrznych zapewniają przegrody wewnętrzne o wymaganej izolacyjności akustycznej określonej wskaźnikiem R_a1 na poziomie 30-50 dB, zależnie od rodzaju sąsiadujących pomieszczeń.

Cichy strop

Eliminację rozchodzenia się dźwięków materiałowych przenoszonych głównie przez stropy polega na utworzeniu dostatecznie ciężkiej jego konstrukcji jak i ułożeniu elastycznych podkładów ograniczających rozprzestrzenianie się drgań umieszczonych od wierzchniej jego strony.

URSA TEP - wełna mineralna akustyczna do izolacji podłóg pływających

Izolacja taka powinna być dociśnięta masywnym podkładem podłogowym oddylatowanym od wszystkich ścian. Problem wyciszenia stropów pojawia się najczęściej w budynkach wielorodzinnych stawianych kilkadziesiąt lat temu i w takich sytuacjach pewną poprawę dźwiękochłonności można uzyskać poprzez utworzenie izolowanej konstrukcji sufitowej połączonej ze stropem elastycznymi zawiesiami.

Ochrona przed pogłosem

Duże, otwarte pomieszczenia potencjalnie stwarzają warunki do wystąpienia pogłosu, co znacząco może wpływać na jakość przekazywanych informacji głosowych czy muzyki.

Zjawiska takie pojawiają się zarówno w obiektach publicznych (urzędach, szkołach, halach sportowych) jak i w budynkach mieszkalnych, w których użytkownicy chcą utworzyć pomieszczenie studyjne, kina domowego czy do gry na instrumentach muzycznych.

Oczywiście sposób i zakres dostosowania tych pomieszczeń zależeć będzie od ich wielkości, wyposażenia i formy przekazu dźwiękowego, ale zawsze polega na odpowiednim rozmieszczeniu materiałów pochłaniających dźwięki umieszczonych na ścianach i suficie.

Parametrem charakteryzującym zdolność materiału do pochłaniania dźwięków jest współczynnik α wyznaczany dla różnych częstotliwości oznaczanych odpowiednio jako α_{s ,} α_p lub α_w , a do oceny własności redukcji pogłosu wykorzystuje się głównie wskaźnik α_p. Jego wartość zawiera się w granicach 0-1 i przykładowo dla częstotliwości 1000 Hz wynosi on dla:

• wykładziny dywanowej gr. 5 mm: α_p = 0,15
• ścianki z g-k z pustką wypełnioną wełną 50 mm: α_p = 0,04
• zasłony welurowej udrapowanej: α_p = 0,75
• sufitu podwieszanego z płytami z wełny mineralnej: α_p = 1

Generalnie można więc przyjąć, że materiały o strukturze włóknistej lub gąbczastej zapewniają uzyskanie wysokiej dźwiękochłonności powierzchniowej, zarówno przy montowaniu ich na ścianach jak i sufitach bądź podłodze.

Płyta dźwiękochłonna PAROC SSB 1 z wełny kamiennej

W praktyce ochronę przed pogłosem uzyskuje się umieszczając na ścianach specjalne okładziny np. z profilowanych lub gładkich mat akustycznych z pianki poliuretanowej lub wełny mineralne, a pod stropem montowane są sufity podwieszane typu kasetonowego lub w formie luźno zawieszonych płyt dźwiękochłonnych.

Autor: Redakcja BudownicwaB2B

Opracowanie: Aleksander Rembisz

Zdjęcie główne: Knauf