Problemy w praktycznym wykorzystaniu aktualnych norm do określenia minimalnych izolacyjności akustycznych dla okien i drzwi balkonowych

Wytyczne doboru okien zawarte w normie PN-B­‑02151­‑3:2015-10 [1] zostały szeroko wyjaśnione w artykule [2]. Wyjaśnia on problem wykorzystania normy w praktyce inżynierskiej. Natknąłem się jednak na trudności w wykorzystaniu powyższej normy i pragnę się podzielić swoimi spostrzeżeniami w tym zakresie.

Postawienie problemu

Jedną z powszechniej stosowanych metod jest określenie wartości poziomów hałasu z odczytu na przebiegach stref hałasu z map akustycznych:

• wskaźnika hałasu zewnętrznego (średniego długookresowego poziomu dźwięku A odnoszącego się do pory doby) L_DWN – obliczanego wg wzoru zaproponowanego w Dyrektywie PE [3] i uściślonego na warunki polskie w [4],
• średniego długookresowego poziomu dźwięku A odnoszącego się do pory nocy L_N,
• do przeprowadzenia rachunkowych oszacowań minimalnych wypadkowych wartości izolacyjności akustycznej zewnętrznej ściany budynku pomieszczeń wyszczególnionych w tabeli 7 normy [1] konieczne jest oszacowanie miarodajnych równoważnych poziomów hałasu zewnętrznego:
• dla pory dnia:
  długookresowego równoważnego poziomu dźwięku A, L_Aeq,zew,D hałasu zewnętrznego, wyznaczonego dla 16 godz. dnia z uwzględnieniem wszystkich dni roku,
• dla pory nocy:
  długookresowego równoważnego poziomu dźwięku A, L_Aeq,zew,N hałasu zewnętrznego, wyznaczonego dla 8 godz. nocy z uwzględnieniem wszystkich nocy roku.

W przypadku nocy przyjmuje się podstawienie: L_Aeq,zew,N = L_N. Natomiast dla dnia oszacowanie poziomu miarodajnego wymaga przeliczenia wg wzoru podanego w [1] zał. E, wzór (E6):

L_Aeq,zew,D = L_DWN – Δ

w którym:

Δ = –10·lg (3 – 10·10^–0,1·Y) + a – b;
Y = L_DWN – L_N (odczytane z mapy akustycznej),
α = 10·lg [(3 + 100,5·10^–0,1·X)/2;
b = 10·lg [(3 + 10–0,1·^X)/4];
X = L_D – L_N

gdzie:

L_D – średni długookresowy (w skali jednego roku) poziom dźwięku, odnoszący się do pory dnia,
L_N – średni długookresowy (w skali jednego roku) poziom dźwięku, odnoszący się do pory nocy.

Problem dla projektanta stanowi określenie wartości parametru X w powyższych wzorach. Na mapach akustycznych brak informacji o wartościach poziomów L_D. Wartość tę można jedynie określić w oparciu o jednoroczne pomiary, co dla projektanta jest praktycznie niedostępne. Stąd rodzi się pytanie: Jak rozwiązać w praktyce inżynierskiej ten problem?

Analiza

Postanowiono zbadać, jaki wpływ mają zmiany tego parametru na wyniki oszacowań minimalnych wartości długookresowego równoważnego poziomu dźwięku A – L_Aeq,zew,D hałasu zewnętrznego. W tym celu wyznaczono przebiegi parametru Δ uzyskane dla zmiennych wartości X i Y przy wykorzystaniu podanych powyżej wzorów.

Wyniki przedstawiono graficznie na RYS. 1–2, odpowiednio dla zakresu parametru X  ≤  5 oraz X  ≥  4, przy dodatkowym założeniu (odpowiadającemu warunkom rzeczywistym):

L_N  ≤  L_w,

co (po przekształceniach) odpowiada warunkowi przydatnemu w obliczeniach:

Δ  ≤  X – Y

Ponieważ do obliczeń stosuje się zaokrąglenia do liczb całkowitych, na RYS. 3–4 zilustrowano powyższe przebiegi wartości, stosując podstawienie:

D = zaokrąglenie do wartości całkowitej (–Δ),

w formie wykresów kolumnowych odpowiednio dla zakresu parametru X  ≤  5 oraz X  ≥  4 przy dodatkowym założeniu (odpowiadającemu warunkom rzeczywistym):

L_N  ≤  L_w

Analiza przedstawionych powyżej ilustracji pozwala na sformułowanie następujących spostrzeżeń:

1. Rozwiązania dla wykorzystywanego w obliczeniach wzoru występują dopiero od pewnej granicznej wartości parametru Y, przy czym minimalna wartość tego parametru rośnie z wzrostem parametru X.

2. Dla analizowanego zakresu zmian parametrów Y ∈  <0,16>, odpowiadającego rzeczywistym warunkom eksploatacyjnym, błąd dokładności oszacowania parametru D nie przekracza δD = ± 2 dB.

3. Błąd ten można jednak ograniczyć do δD  ∈  <0,+1 > dB, przy zastosowaniu następujących podstawień:
   –  jeżeli rzeczywista wartość X_rz ≤  5:
      dla Y = 7 – podstawienie X = 2;
      dla Y > 7 – podstawienie X = 5,
   –    jeżeli rzeczywista wartość X_rz  >  5:
      dla Y = 9 – podstawienie X = 6;
      dla Y > 9 – podstawienie X = 8.

Propozycja rozwiązania problemu

Wartości D określają wartości korekty miarodajnego poziomu hałasu zewnętrznego dla pory dnia, L_Aeq,zew,D = L_DWN + D w odniesieniu do wskaźników hałasu zewnętrznego (odczytanych z mapy akustycznej).

Z przeprowadzonych powyżej rozpoznań wynika, że w przypadku trudności w dostępie do danych dotyczących średnich długookresowych poziomów dźwięku, odnoszących się do pory dnia i nocy, możliwe jest przybliżone oszacowanie miarodajnego poziomu hałasu zewnętrznego dla pory dnia – przy bardzo przybliżonych danych dotyczących rzeczywistej wartości parametru X_rz – z dokładnością oscylującą w przedziale:

Δ_LAeq,zew,D ∈  <0,+1>

Taką dokładność można uznać za zadawalającą dla potrzeb projektowych doboru okien i drzwi w zewnętrznych ścianach budynków.

Propozycje ustalenia wartości X do oszacowania długookresowego równoważnego poziomu dźwięku A _LAeq,zew,D przedstawiono w TABELI.

Wniosek

Przedstawiana propozycja przybliżonego oszacowania miarodajnego poziomu hałasu zewnętrznego dla dnia pozwoli na ominięcie problemu braku dostępu do dokładnych wartości średniego długookresowego poziomu dźwięku, odnoszącego się do pory wieczoru, z dokładnością wystarczającą dla potrzeb projektowych.

Literatura

1. 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”.
2. M. Niemas, „Nowe podejście do określania minimalnej izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych budynków”, „IZOLACJE” 11/12/2019, s. 44–56.
3. Dyrektywa 2002/49/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Europy z dnia 25 czerwca 2002 r. odnosząca się do oceny i zarządzania poziomem hałasu w środowisku. Załącznik 1 – Wskaźniki hałasu określone wart. 5.
4. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 7 listopada 2007 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie ustalenia wartości wskaźnika hałasu LDWN.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!