Normy akustyczne w budownictwie

Myśląc o skutkach hałasu i jego szkodliwym wpływie na człowieka, najczęściej w pierwszej kolejności na myśl przychodzi ryzyko uszkodzenia słuchu. I to zagrożenie wcale nie musi się ograniczać do pracowników przemysłowych czy pracowników lotniska, narażonych na ekstremalne poziomy hałasu rzędu 130 dB. Zagrożenie może czyhać na każdego z nas, bo liczy się dobowa dawka energii akustycznej – czyli nie tylko poziom dźwięku, na jaki jesteśmy narażeni, ale także czas tego narażenia. Niższe poziomy dźwięku, eksponowane przez odpowiednio długi czas, są wszak tak samo szkodliwe, jak uciążliwy, głośny hałas.

Czy wiesz: Jak poprawić izolacyjność akustyczną w mieszkaniach? 

Przyjmuje się, że ekspozycja na hałas o poziomie 85 dB jest bezpieczna, jeśli w ciągu całej doby nie będzie ona dłuższa niż 8 godz. Ale już w przypadku 95 dB jest to tylko 48 min., a przy 105 dB to zaledwie 288 s. W rzeczywistości bez specjalistycznego sprzętu ciężko jest to jednak skontrolować, ponieważ gdy tylko wyjdziemy z budynku, czeka nas kakofonia odgłosów ruchu ulicznego, komunikacji miejskiej, często na dodatek okraszona dźwiękami robót drogowych. Szacuje się, że w Polsce na hałas narażonych jest około 13 mln osób, w tym najwięcej, bo około 4 mln osób na hałas drogowy powyżej 65 dB.

Nie tylko „głośny” hałas jest szkodliwy

Przed hałasem z ulicy chcemy się schronić zatem ponownie w budynkach, jednak nawet tam spotykamy dźwięki, których wolelibyśmy nie słyszeć, i tak błędne koło się zamyka. To dlatego akustyka w budynkach jest tak szalenie istotna i – z niezrozumiałych powodów – nadal nie zawsze uwzględniana na etapie projektowania. Szacuje się bowiem, że około 90 proc. naszego czasu spędzamy właśnie we wnętrzach.

W budynkach narażeni jesteśmy na różne dźwięki:

• hałas środowiskowy dochodzący z zewnątrz,
• hałas bytowy (m.in. dźwięki powietrzne – głośne rozmowy, muzyka czy też dźwięki materiałowe, np. rozchodzące się uciążliwe odgłosy wiertarki),
• hałas instalacyjny wytwarzany przez urządzenia techniczne pracujące w obiekcie.

Przed tymi dźwiękami powinna nas chronić odpowiednia konstrukcja budynku. Kluczowe znaczenie ma tutaj budowa przegród, zarówno zewnętrznych, jak i wewnętrznych: stropów, ścian, drzwi, okien, fasad itd. Duże znaczenie dla komfortu akustycznego ma jednak nie tylko to, czy jesteśmy w stanie odciąć się od dźwięków zza ściany, ale również, jak dźwięk zachowuje się w pomieszczeniu, w którym przebywamy.
Tym zagadnieniem zajmuje się akustyka wnętrz, o którą trzeba dbać nie tylko w specjalistycznych pomieszczeniach, jak sale koncertowe czy sale teatralne, choć tam ma ona szczególne znaczenie i jest tematem rozważań wyspecjalizowanych akustyków.

Każde pomieszczenie bez wyjątku ma swoją akustykę i ważne jest, aby zaprojektowania jej nie zostawić przypadkowi, bo jest on kiepskim projektantem. Akustyka każdego pomieszczenia powinna być dostosowana do jego funkcji, ponieważ ma ona duży wpływ na samopoczucie i zdrowie użytkowników. Nie mówiąc już o jego funkcjonalności. Niezależnie, czy będzie to budynek mieszkalny, szkoła, szpital czy biurowiec. Nieodpowiednia akustyka wnętrz wpływa na wysoki poziom hałasu i sprawia, że rozprzestrzenia się on znacznie dalej oraz zmniejsza zrozumiałość mowy.

Norma pogłosowa

W 2018 r. wprowadzona została nowelizacja Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, które przywołuje normę PN-B-02151-4:2015-06 [1]. Tym samym, od tego czasu norma ta stała się obowiązkowa do stosowania przy wznoszeniu nowych budynków, a także przy rozbudowie, przebudowie i modernizacji tych istniejących. Dotyczy budynków użyteczności publicznej oraz zamieszkania zbiorowego, czyli biur, placówek oświatowych i medycznych, hoteli, obiektów sportowych itp.

Celem normy jest, aby w pomieszczeniach tych obiektów ograniczyć hałas pogłosowy oraz zwiększyć zrozumiałość mowy zwłaszcza w tych wnętrzach, gdzie ma ona szczególne znaczenie. Norma definiuje dla poszczególnych typów pomieszczeń wymagania dotyczące akustyki wnętrz, określając minimalną chłonność akustyczną (A), maksymalny dopuszczalny czas pogłosu (T) lub minimalną dopuszczalną wartość wskaźnika transmisji mowy (STI).

Twarde powierzchnie tworzą pogłos

Najczęściej stosowanym parametrem opisującym akustykę wnętrz jest czas pogłosu. Pogłos jest związany z występowaniem dużej ilości odbić fal dźwiękowych od powierzchni ograniczających to pomieszczenie. Odbicia te nakładają się na siebie, sprawiając, że słuchacz słyszy jeden ciągły zanikający dźwięk, nieraz wiele sekund po wyłączeniu jego źródła. Wprowadzone zaś do pomieszczenia materiały i obiekty dźwiękochłonne skracają czas pogłosu, przez co pomieszczenie staje się cichsze i panują w nim lepsze warunki do komunikacji słownej.

Wskaźnik transmisji mowy STI to z kolei parametr, który opisuje zrozumiałość mowy w pomieszczeniu. Przyjmuje wartości od 0 do 1 (w praktyce 0,3–0,8), gdzie wartość większa niż 0,7 oznacza doskonałą zrozumiałość mowy. Wartość wskaźnika STI zależy od poziomu tła akustycznego (im wyższy, tym STI niższe), czasu pogłosu (im dłuższy, tym STI niższe) oraz odległości między mówcą a słuchaczem (im jest ona mniejsza, tym STI większe).

Chłonność akustyczna pomieszczenia zależy od sposobu jego wykończenia i umeblowania. Nie będzie ona wysoka, jeśli zastosujemy twarde, odbijające dźwięk materiały, np. tynk cementowo-wapienny, szkło czy gres. Aby więc zapewnić odpowiednią chłonność akustyczną, należy zastosować materiały o wysokim współczynniku pochłaniania dźwięku. Większa chłonność akustyczna całego pomieszczenia oznacza ograniczenie poziomu dźwięku i jego zasięgu przestrzennego.

Głośne biuro oznacza niską efektywność pracowników

Nikogo nie trzeba przekonywać, jak trudno jest się skupić na zadaniach wymagających koncentracji uwagi w biurze o projekcie otwartym, jeśli ciągle słyszymy rozmowy i telefony współpracowników. W większości badań przeprowadzanych na temat ergonomii pracy biurowej temat hałasu jest bardzo często wymieniany jako ten, który ma kluczowy wpływ na jakość naszej pracy. I nie chodzi tutaj o hałas instalacyjny, hałas kserokopiarek, ekspresów do kawy czy przelatujących nad miastem samolotów, tylko hałas wytwarzany przez współpracowników. Problem ten można ograniczyć, zwiększając chłonność akustyczną open-space’ów (do czego nakłania norma PN-B-02151-4:2015-06 [1]) oraz dzieląc ich przestrzeń na mniejsze sektory poprzez zastosowanie specjalnych ekranów akustycznych lub wysokich mebli.

Najpopularniejszą metodą wyciszania jest aranżacja największych powierzchni, które mogą kształtować akustykę wnętrz, czyli sufitów i ścian, które są elementem każdego pomieszczenia. Mimo zmieniających się trendów, a także dzięki rozmaitości produktów oraz ich wariantów nie trzeba już wybierać między oryginalnym designem a dobrą akustyką wnętrza, co jest bardzo ważnym aspektem projektowania współczesnych biur.

Akustyczny design to trend, który szybko zyskuje na popularności. Różnorodne kształty, krawędzie i formaty płyt, bogata kolorystyka, powierzchnie dostosowane do różnych pomieszczeń, doskonałe właściwości dźwiękochłonne to cechy, które architekci i projektanci pokochali, bo daje im to dodatkowe pole ciekawych aranżacji. Sufity modułowe można projektować w klasycznych układach, tworzyć własne mozaiki lub eksperymentować z różnicą poziomów płyt. Wolnowiszące panele mogą być zaś stosowane tam, gdzie montaż sufitów pełnopowierzchniowych nie jest możliwy lub wskazany.

Nie tylko w biurach jest za głośno

Oczywiście problemy z akustyką wnętrz nie ograniczają się tylko do biur, spotykamy je w zasadzie we wszystkich typach pomieszczeń użyteczności publicznej. Różnorodność kształtów, kolorów, form, a nawet możliwość wykonania własnego nadruku są dodatkowym atutem otwierającym furtkę do wymarzonego projektu.

Pamiętajmy, że miejscem pracy są też inne środowiska, takie jak szkoły czy szpitale. Tam o odpowiednie warunki akustyczne dba się niestety rzadziej, zwłaszcza że mamy do czynienia z placówkami wybudowanymi stosunkowo dawno. A przecież w szkołach oprócz nauczycieli są też uczniowie, którzy narażeni na bardzo wysoki poziom hałasu na przerwach, mogą wykazywać zmniejszoną koncentrację podczas lekcji czy większe rozdrażnienie, a nawet poziom agresji. To właśnie w szkołach dobra akustyka jest najbardziej potrzebna, ale właśnie tu jest ona najbardziej zaniedbana.

Mniej oczywistym, choć równie istotnym problemem jest zaś brak odpowiedniej akustyki w szpitalach (RYS.1–2). Hałas przekłada się na wolniejszy powrót do zdrowia, a co za tym idzie, jest dodatkowym obciążeniem systemu ochrony zdrowia. W placówkach medycznych i szpitalach można zauważyć plakaty nawołujące do zachowania ciszy, aby nie przeszkadzać innym pacjentom. Ale paradoksalnie nie tylko głośna mowa powoduje przewlekły hałas. Sama jakość snu pacjentów jest zaburzona, chociażby przez dźwięki dochodzące z aparatury medycznej oraz częste aktywności personelu i pozostałych chorych. Tymczasem poziom hałasu w salach chorych na OIOM-ach w szpitalach przekracza często 70 dB nawet w nocy. Na te problemy zwraca się uwagę już od XIX w., kiedy to Florence Nightingale, prekursorka współczesnego pielęgniarstwa, określiła hałas w służbie zdrowia „najbardziej okrutnym zaniedbaniem opieki”. Przeprowadzone zaś liczne badania pokazują, że poziomy dźwięku w szpitalach są znacznie wyższe od tych zalecanych choćby przez WHO.

Dźwięk jest pożądany, a hałas – niechciany

W społeczeństwie jest już pewna świadomość, że hałas jest czynnikiem niepożądanym i stresującym, natomiast o profilaktykę warto zadbać zwłaszcza w placówkach oświatowych. W korytarzach i stołówkach polskich szkół podstawowych mierzone równoważne poziomy dźwięku, zwykle przekraczają 85 dB, w skrajnych przypadkach dochodząc do 90 dB – czyli mniej więcej tyle, co pracujący młot pneumatyczny w odległości 10 m. To może i powinno budzić obawy o stan słuchu uczniów, jak i nauczycieli. Rosnąca świadomość zagrożenia utraty słuchu, większego zmęczenia, czy nawet agresji dociera jednak coraz częściej do zaniepokojonych rodziców.

Warszawska podstawówka prekursorem zmian

Doskonałym, wręcz modelowym przykładem rozwiązania problemu słabej akustyki pomieszczeń szkolnych jest przypadek Szkoły Podstawowej nr 340 na warszawskim Ursynowie. Dzięki oddolnej inicjatywie Rady Rodziców budynek ten – jako pierwszy w kraju – został poddany całkowitej modernizacji akustycznej, spełniając wymagania normy PN-B-02151-4:2015-06 [1].

W SP 340 głównym problemem akustycznym wskazywanym przez uczniów, nauczycieli i rodziców były niebywale głośne korytarze. Według pomiarów Sanepidu równoważny (średni) poziom dźwięku w czasie przerwy wahał się tam w granicach 90–93 dB. Zdecydowano się jednak poddać modernizacji akustycznej nie tylko korytarze, ale także wszelkie inne pomieszczenia, w stosunku do których norma określa wymagania. W efekcie, po instalacji dźwiękochłonnych sufitów podwieszanych i paneli ściennych, redukcja poziomu dźwięku w wytłumionych pomieszczeniach wynosiła ok. 8 dB. Dla ludzkiego ucha jest to o połowę niższy poziom głośności.

Tak głębokie wyciszenie pomieszczeń zawdzięczamy nie tylko dźwiękochłonnym własnościom zastosowanych materiałów, ale także zmianie zachowania użytkowników: skoro wszyscy mogą być usłyszani i zrozumiani bez potrzeby podnoszenia głosu – nikt tego nie robi. Do tego, w wyciszonych pomieszczeniach zdecydowanie zredukowano czas pogłosu (np. w klasach językowych z 1,7–2,0 s do 0,6 s), co znakomicie polepszyło zrozumiałość mowy.

Entuzjastyczne opinie użytkowników budynku podsunęły wówczas pomysł szczegółowych badań ankietowych, które pozwoliłyby na ocenę skali zmian, które zaszły po remoncie. Badania zostały przygotowane i przeprowadzone przez prof. Irenę Polewczyk z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach przy współudziale mgr. inż. arch. Mikołaja Jarosza [2]. Wzięło w nich udział 44 nauczycieli i 378 uczniów (głównie z klas V i VI), którzy oceniali wpływ zmian akustycznych na ich funkcjonowanie w szkole.

Badania wykazały skokową poprawę warunków pracy i samopoczucia nauczycieli, a także równie gwałtowną poprawę efektywności pracy uczniów. Wskazują na lepszą koncentrację uwagi i zdolność zapamiętywania, szybsze tempo pracy, lepszą komunikację z nauczycielami i mniejsze ogólne zmęczenie uczniów. Dwie trzecie nauczycieli stwierdziło także, że dzięki wyciszeniu szkoły uczniowie mają lepsze oceny okresowe, zarówno z przedmiotów, jak i z zachowania. Na korytarzach zauważono natomiast zmniejszenie poziomu agresji oraz stopnia pobudzenia uczniów.

Pozytywne doświadczenia z SP 340 sprawiły, że władze stolicy wyciszyły w następnych latach kolejnych 10 podstawówek.

Komfort ciszy przestaje powoli być więc zbędnym luksusem, a staje się koniecznością. Szerząca się świadomość zagrożeń wywołanych przez hałas sprawia, że ciszy poszukujemy już nie tylko w miejscach pracy czy użytku publicznego, ale przede wszystkim w domach. Najnowsze trendy wskazują, że ludzie coraz chętniej decydują się na zaprojektowanie odpowiedniej akustyki we własnych czterech ścianach. Wszyscy bowiem potrzebujemy odpoczynku i przerwy od bodźców, które nieustannie przenikają do naszych głów.

Literatura

1. 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”.
2. I. Polewczyk, M. Jarosz, „Akustyka w szkołach”.
3. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 5 sierpnia 2005 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach związanych z narażeniem na hałas lub drgania mechaniczne (DzU Nr 157, poz. 1318).
4. A. Bortkiewicz, N. Czaja, „Pozasłuchowe skutki działania hałasu ze szczególnym uwzględnieniem chorób układu krążenia”.
5. „Wpływ hałasu na edukację. Przegląd badań naukowych” – praca zbiorowa, opracowanie: Ecophon Saint-Gobain.
6. SA Stansfeld, M.P. Matheson, „Noise pollution: non-auditory effects on health”, University of London, London.
7. „International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology”.
8. A. Gil, „Akustyka nowych budynków”, „Murator” 4/2021.