Modernizacja budynku a możliwość spełnienia wymagań akustycznych

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [2] w dziale IX, poświęconym ochronie przed hałasem i drganiami, określa rodzaj hałasu, przed jakim należy chronić pomieszczenia w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej:

• zewnętrznym przenikającym do pomieszczenia spoza budynku,
• pochodzącym od instalacji i urządzeń stanowiących techniczne wyposażenie budynku,
• powietrznym i uderzeniowym, wytwarzanym przez użytkowników innych mieszkań, lokali użytkowych lub pomieszczeń o różnych wymaganiach użytkowych,
• pogłosowym, powstającym w wyniku odbić fal dźwiękowych od przegród ograniczających dane pomieszczenie.

W tym samym rozporządzeniu [2] możemy przeczytać dla jakich elementów i przegród w budynku należy stosować wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej:

• ścian zewnętrznych, stropodachów, ścian wewnętrznych, okien w przegrodach zewnętrznych i wewnętrznych oraz drzwi w przegrodach wewnętrznych - od dźwięków powietrznych,
• stropów i podłóg - od dźwięków powietrznych i uderzeniowych,
• podestów i biegów klatek schodowych w obrębie lokali mieszkalnych - od dźwięków uderzeniowych.

Rozporządzenie nie zawiera niestety żadnych wartości liczbowych dotyczących wymagań z zakresu ochrony akustycznej. W załączniku 1 rozporządzenia [2] przywołano natomiast normy w zakresie ochrony przed hałasem i drganiami. Normy te i wymagania w nich zawarte z racji zacytowania w rozporządzeniu należy traktować jako nieodzowne w celu spełnienia wymagań.

Na ten moment spis norm nie obejmuje najnowszych zmian w powyższym zakresie. Mianowicie brak jest normy PN-B-02151-4:2015-06 [3]. Z kolei przywołana jest norma PN-B-02151-3:1999 [4], podczas gdy w październiku 2015 r. norma PN-B-02151-3:2015-10 [5] zastąpiła wersję z 1999 roku. Powyższe zaległości usunięte zostaną z pewnością przy okazji najbliższej nowelizacji Warunków Technicznych.

W TABELI 1 podano wymagania dotyczące minimalnych wartości wskaźników izolacyjności od dźwięków powietrznych przegród wewnętrznych w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych, w TABELI 2 z kolei podano maksymalne wartości wskaźnika ważonego znormalizowanego poziomu uderzeniowego dla tych samych budynków.

Wymagania te, ze względu na znaczącą uciążliwość hałasu bytowego wytwarzanego przez użytkowników mieszkań, należy uznać za kluczowe z punktu widzenia osiągnięcia komfortu akustycznego.

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że nie ma możliwości uniknięcia problemów z hałasem sąsiedzkim, jeżeli wymagania te nie zostaną spełnione. Uwaga ta dotyczy nie tylko mieszkań użytkowanych "intensywnie", ale również tych użytkowanych "standardowo".

Izolacyjność akustyczna przybliżona

Parametry akustyczne przegród i elementów budowlanych określone w laboratorium na zlecenie producenta dotyczą sytuacji, gdy jedyną drogą przenoszenia dźwięku jest droga bezpośrednia (przez przegrodę rozdzielającą pomieszczenia). Wskaźniki dotyczące dźwiękoizolacyjności podane w normie [5] jako wymagania dotyczą sytuacji w budynku, gdzie oprócz drogi bezpośredniej występują drogi pośrednie przenoszenia dźwięku. W przypadku takim mówimy o izolacyjności akustycznej przybliżonej.

W celu zrozumienia wymagań dotyczących izolacyjności akustycznej przybliżonej należy zdefiniować możliwe drogi przenoszenia dźwięku między pomieszczeniami:

• przenoszenie bezpośrednie - spowodowane wyłącznie dźwiękiem padającym na element rozdzielający i bezpośrednio z niego wypromieniowanym (przenoszenie drogą materiałową) lub przenoszonym przez niektóre części przegrody (drogą powietrzną), jak np. przez szczeliny, przewody wentylacyjne itp.,
• przenoszenie pośrednie - przenoszenie dźwięku z pomieszczenia nadawczego do odbiorczego drogami innymi niż bezpośrednie bez względu na sposób pobudzania.

Przenoszenie pośrednie dźwięków podzielić można jak niżej:

• przenoszenie boczne - odbywa się wyłącznie drogą materiałową za pośrednictwem przegród bocznych,
• przenoszenie wzdłużne - odbywa się przez sufity podwieszone oraz podłogi podniesione,
• przenoszenie przez system, np. system wentylacyjny, korytarz itp.

Występowanie poszczególnych dróg przenoszenia dźwięku w danej sytuacji uzależnione jest od rozwiązań konstrukcyjnych i funkcjonalnych w budynku oraz od rodzaju dźwięku (powietrzny lub uderzeniowy). Zadaniem projektanta jest zatem analiza sytuacji w projektowanym budynku i obliczeniowe określenie przybliżonej izolacyjności akustycznej.

Prognoza izolacyjności od dźwięków powietrznych

W sposób szacunkowy można zrobić to przy wykorzystaniu metody opracowanej przez Zakład Akustyki Instytutu Techniki Budowlanej [6].

Przedstawiona poniżej "metoda szacunkowa" dotyczy określenia wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej R’_A,1 poprzez uwzględnienie bocznego przenoszenia dźwięku jako stabelaryzowanej wartości poprawki K_a, według wzoru:

   [dB]  (1)

gdzie:

R_A,1,R - wskaźnik oceny izolacyjności akustycznej właściwej, projektowy w [dB],

K_a - poprawka określająca wpływ bocznego przenoszenia dźwięku, na wartość wskaźnika R’_A,1 w [dB].

Wartość wskaźnika R_A,1,R należy przyjąć jako skorygowaną wartość wskaźnika R_A,1 według poniższej zależności:

  [dB]  (2)

Wartości poprawki K_a przyjąć należy z tablic [6] w zależności od parametrów materiałowych przegrody rozdzielającej i przegród bocznych oraz parametrów geometrycznych pomieszczenia odbiorczego.

Wartości wskaźnika R_A,1 zaleca się przyjmować jako wyznaczone na podstawie badań laboratoryjnych.

Prognoza izolacyjności od dźwięków uderzeniowych

Przedstawiona poniżej "metoda uproszczona" [7] dotyczy określenia wskaźnika ważonego przybliżonego poziomu uderzeniowego znormalizowanego L’_n,w poprzez przyjęcie bocznego przenoszenia dźwięku jako stabelaryzowanej wartości poprawki K oraz zmniejszenia poziomu uderzeniowego przez podłogę znajdującą się na stropie, według wzoru:

  [dB]  (3)

gdzie:

L_n,w,eq - równoważny ważony wskaźnik poziomu uderzeniowego znormalizowanego dla stropu bez dodatkowych warstw w [dB],

∆L_w - ważony wskaźnik zmniejszenia poziomu uderzeniowego przez podłogę w [dB],

K - poprawka uwzględniająca przenoszenie dźwięków uderzeniowych przez jednorodne elementy boczne w [dB] (TAB. 4).

Zmiana sposobu użytkowania strychu

W przypadku zmiany sposobu użytkowania istniejącego obiektu w celu uzyskania budynku mieszkaniowego konieczne jest spełnienie wymagań podstawowych. Ochrona przed hałasem stanowiąca jedno z wymagań podstawowych jest bezsprzecznie najczęściej zaniedbywanych wymaganiem. Adaptacje strychów na pomieszczenia mieszkalne są tego dobitnym przykładem. Często zdarza się, że strop rozdzielający adaptowany strych od pozostałych mieszkań nie spełnia wymagań akustycznych, ponieważ jego parametry wytrzymałościowe nie pozwoliły na obciążenie go dodatkowymi warstwami.

W związku z powyższym projektant uznał za stosowne pominąć to wymaganie dotyczące dźwiękoizolacyjności jako "mniej istotne". Takie działanie skutkuje niestety najczęściej brakiem możliwości użytkowania mieszkań znajdujących poniżej strychu przez dotychczasowych lokatorów, gdyż hałas generowany z nowo pozyskanej przestrzeni jest nie do zaakceptowania i nie pozwala na "pracę, odpoczynek i sen w zadowalających warunkach" [2].

Przykładowe rozwiązania dla przegród wewnętrznych

W celu realizacji ochrony akustycznej w przypadku adaptacji strychu na poddasze użytkowe bezsprzecznie konieczne jest zadbanie o to, aby stropy i ściany oddzielające nowopowstałe mieszkania między sobą oraz od mieszkań istniejących spełniły wymagania normowe [5] przedstawione w TAB. 1 i TAB. 2.

Stropy

W przypadku stropów oddzielających strych od części mieszkalnej w większości przypadków mamy do czynienia z konstrukcją drewnianą. W TAB. 3 pokazano przykładowe rozwiązania stropów drewnianych, jakie można spotkać na strychu. Pamiętać należy, że wartości projektowe z TAB. 3 muszą zostać skorygowane o poprawkę związaną z przenoszeniem bocznym, aby móc porównać je z wymaganiami zawartymi w TAB. 1 i TAB. 2.

Porównanie wartości z TAB. 3 oraz wymagań normowych (TAB. 1 i TAB. 2) daje wyobrażenie, jak wiele należy poprawić, aby strop drewniany, który do tej pory nie spełniał roli przegrody mieszkaniowej przystosować do pełnienia tej funkcji. W tym miejscu przypomnieć należy, że wzrost poziomu hałasu o ok. 6 dB odpowiada subiektywnemu odczuciu podwojenia się dokuczliwości hałasu. Pomimo znacznej skali trudności zadania polegającego na skutecznym rozdzieleniu stropem drewnianym pomieszczeń mieszkalnych, realizacja tego zadania jest możliwa.

Na RYS. 1 przedstawiono przykładowe rozwiązanie stropu drewnianego zastosowane przy oddzieleniu poddasza użytkowego od kondygnacji mieszkalnych. Rozwiązanie dotyczy stropu z systemowym sufitem oraz podłogą pływającą wykonaną w technologii mokrej. Powyższy przykład jest o tyle cenny, że skuteczność rozwiązania potwierdzona została terenowymi pomiarami izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych i uderzeniowych.

Dodatkowo przebadane zostały dwa przypadki. Pierwszy dotyczy podłogi pływającej z izolacją w postaci styropianu elastyfikowanego (akustycznego) EPS, natomiast drugi - wełny mineralnej skalnej. W obu przypadkach wymagania normowe dotyczące izolacyjności akustycznej między pomieszczeniami rozdzielonymi stropem spełnione zostały i to ze znaczącym zapasem - wyniki przedstawiono w TAB. 4.

Dla stropu z izolacją w postaci EPS izolacyjność akustyczna między pomieszczeniami wyniosła odpowiednio: dla dźwięków powietrznych R’_A,1 = 60 dB i jest to wartość o 9 dB wyższa od wymaganego minimum R’_A,1 = 51 dB określonego przez normę [5] oraz dla dźwięków uderzeniowych L’_n,w = 52 dB i również w tym przypadku wymóg normowy w postaci wartości maksymalnej L’_n,w = 55 spełniony został z zapasem, wynoszącym tym razem 3 dB.

Dla wariantu z warstwą podłogową z wełny mineralnej osiągnięto jeszcze lepszy wynik, odpowiednio wartość R’_A,1 wyniosła 66 i L’_n,w = 48 dB i uzyskano tym samym zapas w stosunku do wymagań normowych 14 dB i 7 dB. Powyższy przykład dobitnie wskazuje, że możliwe jest skuteczne odizolowanie przestrzeni poddasza od mieszkań pod nim. Dodatkowo stwierdzić należy, że zmiana warstwy izolacji akustycznej w podłodze pływającej znacząco wpłynęła na poprawę izolacyjności zarówno od dźwięków powietrznych jak i uderzeniowych.

Wynika to z faktu obniżenia częstotliwości rezonansowej podłogi z wełną w stosunku do podłogi z EPS elastyfikowanym. Zauważyć należy, że otrzymane wartości dźwiękoizolacyjności są lepsze od pokazanych w TAB. 3. Wynika to z faktu zastosowania pełnego wypełnienia wełną mineralną przestrzeni stropu, zastosowania znacznie cięższej warstwy jastrychu, podwójnego rusztu podtrzymującego sufit podwieszony wypełnionego wełną mineralną oraz przekładek wibroizolacyjnych ułożonych na belkach stropu. Cechą charakterystyczną prawidłowo wykonanej przegrody jest brak łączników mechanicznych łączących podłogę pływającą z konstrukcją stropu.

W praktyce zdarza się, że wzmocnienia stropu za pomocą belek stalowych uniemożliwiają prawidłowe wykonanie warstw wibroizolacji.

Na FOT. głównym pokazano widok przykładowego stropu drewnianego wzmocnionego belkami stalowymi, które utrudniają prawidłowe z punktu widzenia ochrony akustycznej wykonanie stropu.

Przykładowe rozwiązania dla przegród wewnętrznych

Ściany

Spośród dostępnych technologii wznoszenia ścian, w przypadku adaptacji strychów zdecydowanie najczęściej spotykane są ściany na szkielecie stalowym z kształtownikach zimnogiętych. Powodem jest ich niewielka masa powierzchniowa w stosunku do innych rozwiązań, np. ścian jednorodnych masywnych, oraz możliwość osiągnięcia bardzo dobrych paramentów dźwiękoizolacyjnych w badaniach laboratoryjnych.

Zgodnie z opinią ITB dotyczącą ścian międzylokalowych [8] stosowanie technologii tzw. suchej zabudowy do wznoszenia ścian międzylokalowych jest możliwe z punktu widzenia odporności na obciążenia liniowe i powierzchniowe oraz odporność na uderzenia pod warunkiem zastosowania kilku modyfikacji w stosunku do ścian standardowych, a mianowicie:

• zagęszczenie rozstawu słupków w stosunku do rozstawu standardowego,
• zastosowanie okładzin w co najmniej jednej warstwie wykonanych z płyt włókno-cementowych,
• zastosowanie dodatkowej okładziny z blachy gr. 0,5 mm umieszczonej pomiędzy płytami g-k.

Na podstawie opracowania ITB [9] stwierdzić należy, że zmiana okładzin w stosunku do rozwiązań standardowych w przebadanych przypadkach dała pozytywny efekt w postaci zwiększenia wartości wskaźnika RA,1.

Sucha zabudowa to najlepiej udokumentowany laboratoryjnymi pomiarami akustycznymi system wznoszenia ścian. Projektant nie ma żadnych problemów z dobraniem rozwiązania, które spełnia wymagania normowe w zakresie dźwiękoizolacyjności. Pamiętać jednak należy o konieczności uwzględnienia przenoszenia bocznego oraz o szczególnej dbałości dotyczącej wykonania przegrody zgodnie z wymaganiami systemu. Wszelkie niedoróbki będą bowiem skutkowały drastycznym obniżeniem dźwiękoizolacyjności ściany.

W przypadku ściany g-k bardzo istotne dla redukcji energii akustycznej przenoszonej drogą pośrednią przez strop jest prawidłowe oparcie ścianki na stropie. W przypadku oparcia ścianki na podłodze pływającej przenoszenie boczne wzrasta nawet o 10 dB [6] w stosunku do rozwiązania z oparciem prawidłowym. Na RYS. 2-3 przedstawiono prawidłowy i nieprawidłowy sposób oparcia ściany na stropie [10]. Zaznaczyć należy, że ściana pokazana na RYS. 2-3 jest przykładowa i z punktu widzenia możliwości zastosowania jako ściana międzylokalowa oczywiście nie spełnia wymagań, niezależnie od sposobu oparcia na stropie.

Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku wykonania połączenia ściany ze stropem powyżej mieszkania. W przypadku poddasza bardzo często jest to połączenie z sufitem podwieszonym. W zależności od przyjętego rozwiązania efekt może dyskwalifikować lub nie, przyjęte rozwiązanie jako rozdzielenie przestrzeni międzylokalowej.

Na RYS. 4-6 przedstawiono przykładowe sposoby wykonania tego połączenia. Symbolicznie zaznaczono intensywność transmisji dźwięku tą drogą poprzez zróżnicowanie nasycenia koloru wypełnienia strzałki. Analogicznie do opisanego powyżej połączenia ściany z sufitem, sposób połączenia ścian międzylokalowych ze ścianami działowymi, jeżeli takie łącze występuje, wykonać należy ściśle z wytycznymi producenta systemu.

W przypadku adaptacji strychu dużym wyzwaniem dla projektanta i przede wszystkim wykonawcy jest uwzględnienie istniejącej konstrukcji dachu. Na RYS. 7 pokazano przykładowy sposób wykonania ściany międzylokalowej w sąsiedztwie słupów stanowiących element konstrukcyjny dachu. Należy zaznaczyć, że każdorazowo rozwiązanie tego rodzaju musi być uszczegółowione i dostosowane do warunków związanych z konkretnym obiektem.

Podsumowanie

W artykule przypomniano podstawowe informacje z zakresu izolacyjności akustycznej dotyczące zarówno teorii, jak i wymagań. Przypomniano również wzory umożliwiające określenie przybliżonych wskaźników oceny izolacyjności akustycznej właściwej w budynku uwzględniających korektę na przenoszenie boczne dźwięku.

Artykuł w głównej części zawiera przykładowe rozwiązania konstrukcji stropu drewnianego z podłogą pływającą oraz ścian szkieletowych wykonanych w technologii suchej zabudowy, które to rozwiązania dominują w przypadku robót związanych z przebudową i zmianą użytkowania budynków na lokale mieszkalne, w tym w szczególności adaptacji strychów. Dla przykładowych rozwiązań przegród podano również parametry dźwiękoizolacyjne w postaci odpowiednich wskaźników wyznaczonych w badaniach laboratoryjnych lub terenowych.

Literatura

1. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 roku "Prawo budowlane" (DzU Nr 49, poz. 414 z późniejszymi zmianami).
2. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami).
3. PN-B-02151-4:2015-06, "Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 4: Wymagania dotyczące warunków pogłosowych i zrozumiałości mowy w pomieszczeniach oraz wytyczne prowadzenia badań".
4. PN-B-02151-3:1999, "Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania".
5. PN-B-02151-3:2015-10, "Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych".
6. B. Szudrowicz, "Metody obliczania izolacyjności akustycznej między pomieszczeniami w budynku według PN-EN 12354-1:2002 i PN-EN 12354-2:2002", "Instrukcje, wytyczne, poradniki" nr 406, Warszawa 2005.
7. PN-EN 12354-2:2002, "Akustyka budowlana - określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Izolacyjność od dźwięków uderzeniowych między pomieszczeniami".
8. A. Piekarczuk, "Opinia techniczna dotycząca ścian międzylokalowych", nr NL-4184/P/07, Warszawa 2007.
9. J. Nurzyński, "Opracowanie danych wyjściowych w zakresie zagadnień akustycznych do Aprobaty technicznej dla lekkich ścian szkieletowych wykonanych z systemowych elementów firmy Rigips z wypełnieniem materiałem dźwiękochłonnym firmy Isover", nr NA-572/P/2006, Warszawa 2006.
10. "Systemy Rigips. Materiały techniczne", Warszawa 2007.
11. P. Tomczyk, I. Żuchowicz-Wodnikowska, "Właściwości dźwiękoizolacyjne stropów oraz zasady doboru podłóg z uwagi na izolacyjność od dźwięków uderzeniowych stropów masywnych", "Instrukcje, wytyczne, poradniki" nr 463, Warszawa 2011.
12. Fermacell "Systemy podłogowe. Wyższy standard", 2010.
13. Gutex, "Holzbalkendecken mit GUTEX", 2004.
14. Siniat, "SD55-57 Deckensysteme. Unterdecken und Deckenbekleidungen unter Holtzbalkendecken", 2016.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!