Właściwości akustyczne płyt warstwowych

Od kilkunastu lat w budownictwie przemysłowym zamiast masywnych ścian murowanych stosowane są płyty warstwowe jako lekkie obudowy budynków produkcyjnych. Jedną z funkcji tych konstrukcji jest ograniczanie rozprzestrzeniania się dźwięku w środowisku oraz pochłanianie dźwięku wewnątrz budynku.

Parametry charakteryzujące właściwości akustyczne płyt warstwowych

Właściwości akustyczne przegród to głównie: izolacyjność akustyczna oraz pochłanianie dźwięku. Na rys. 1 przedstawiono graficzną interpretację obu zjawisk.

Właściwości dźwiękoizolacyjne płyt warstwowych, tak jak każdej przegrody budowlanej, określa się za pomocą izolacyjności akustycznej właściwej. Jest to parametr wyrażany wartościami liczbowymi w dB. Wyrażona w funkcji częstotliwości izolacyjność akustyczna właściwa płyt warstwowych jest zbiorem 16 wartości (jeżeli wyznaczane są w pasmach 1/3 oktawowych) przedstawianych na rys. 2. 

W praktyce przy ocenie izolacyjności akustycznej płyt warstwowych (podobnie jak innych przegród budowlanych) operuje się jednolitym zapisem – wskaźnikami jednoliczbowymi wyznaczanymi według normy PN-EN ISO 717­‑1:1999 [1]. Zasada ta jest także przyjęta w normie wyrobu PN-EN 14509:2007 [2]. Jednolity zapis tych wartości to: R_w (C; C_tr).

Wskaźnik ważony R_w wyznacza się przez uśrednienie izolacyjności akustycznej płyt określonej w funkcji częstotliwości za pomocą wzorcowej normowej krzywej ważenia.

Zadaniem widmowych wskaźników adaptacyjnych jest dostosowanie jednoliczbowej oceny izolacyjności akustycznej przegrody do widma hałasu, przed którym przegroda ma chronić pomieszczenie. Wskaźnik widmowy C stosuje się w wypadku występowania hałasu o widmie płaskim w funkcji częstotliwości (w praktyce – hałasu średnio i wysoko częstotliwościowego). Natomiast wskaźnik widmowy C_tr jest stosowany w wypadku występowania hałasu o widmie niskoczęstotliwościowym. Po uwzględnieniu tych poprawek uzyskuje się wskaźniki R_A1 i R_A2:

R_w + C = R_A1,

R_w + C_tr = R_A2

Wskaźniki jednoliczbowe izolacyjności akustycznej poszczególnych rodzajów płyt warstwowych wynoszą:

• w odniesieniu do płyt z rdzeniem ze styropianu lub pianki poliuretanowej:
  Rw = 25 ±2 dB,
  RA1 = 22 ±2 dB,
  RA2 = 20 ±2 dB,
• w odniesieniu do płyt z rdzeniem z wełny mineralnej:
  Rw = 32 ±2 dB,
  RA1 = 30 ±2 dB,
  RA2 = 29 ±2 dB.

Różnice izolacyjności akustycznej ±2 dB zależą głównie od szczegółów rozwiązań poszczególnych rodzajów płyt, zastosowanych zamków między nimi itp. Wraz ze wzrostem grubości rdzenia płyty (a więc całej płyty) występuje przesunięcie częstotliwości rezonansowej układu w kierunku niższych częstotliwości.

W wyniku tego w określonych obszarach częstotliwości płyty o większej grubości mogą mieć znacznie mniejszą izolacyjność akustyczną. Ta zależność przekłada się tylko częściowo na wartości wskaźnika jednoliczbowego. Można zatem stwierdzić, że zwiększenie grubości płyty nie jest metodą zwiększania jej izolacyjności akustycznej.

Lepsze własności akustyczne mają płyty warstwowe z rdzeniem z wełny mineralnej, głównie ze względu na ich większą masę w porównaniu z płytami z rdzeniem z pianki poliuretanowej i styropianu. Jednak opisane zjawiska akustyczne dotyczą w jednakowym stopniu także płyt z rdzeniem z wełny mineralnej.

Zgodnie z normą wyrobu dodatkową informacją o własnościach akustycznych płyt warstwowych jest współczynnik pochłaniania dźwięku. Pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku jest parametrem uwzględnianym w obliczeniach rozprzestrzeniania się hałasu we wnętrzu obiektu i przy kształtowaniu warunków pogłosowych w pomieszczeniach. Jest on wyrażany wartościami liczbowymi w zakresie (0; 1), gdzie: wartość 0 oznacza całkowite odbicie dźwięku, a wartość 1 całkowite pochłonięcie dźwięku.

Jednak podobnie jak w wypadku izolacyjności akustycznej w praktyce operuje się jednoliczbowym wskaźnikiem pochłaniania dźwięku α_w wyznaczanym według normy PN-EN ISO 11654:1999 [3]. Na rys. 3 przedstawiono przykładową charakterystykę pochłaniania dźwięku płyty warstwowej.

Ocena właściwości akustycznych płyt warstwowych

Potwierdzanie zgodności płyt warstwowych w zakresie izolacyjności akustycznej i pochłaniania dźwięku opiera się na wynikach wstępnego badania typu. Wiąże się to z postanowieniami normy PN-EN 14509:2007 [2]. Badanie typu obejmuje pomiar izolacyjności akustycznej i pochłaniania dźwięku pełnowymiarowych próbek i uogólnienie wyników tych badań, które polega przede wszystkim na łączeniu płyt warstwowych w rodziny, przy czym parametry akustyczne określa się w odniesieniu do całej grupy na ­podstawie badań reprezenta­tyw­nych próbek.

W danej rodzinie płyt warstwowych wartość ważonego wskaźnika izolacyjności akustycznej właściwej R_w określa się na podstawie badań akustycznych płyt o najmniejszej i największej grubości. Przyjmuje się najbardziej niekorzystny wynik. Wartości widmowych wskaźników adaptacyjnych C i C_tr określa się na podstawie wyznaczonych minimalnych dla danej grupy (rodziny) wartości parametrów R_A1 i R_A2 określających izolacyjność akustyczną uwzględniającą charakter widma hałasu.

W tabeli przedstawiono przykładowy sposób oceny izolacyjności akustycznej płyt warstwowych.

Pogłosowy współczynnik pochłaniania wyznacza się indywidualnie w odniesieniu do każdego rodzaju zastosowanych okładzin. W wypadku standardowych okładzin stalowych wartość wskaźnika pochłaniania dźwięku wynosi αw = 0,1 ±0,05. Wyższe wartości tego wskaźnika można uzyskać w wypadku płyt warstwowych z rdzeniem z wełny mineralnej, w których jako okładzinę zastosowano płyty perforowane.

Zakres stosowania płyt warstwowych

Z punktu widzenia akustyki zakres stosowania płyt warstwowych wynika z porównania izolacyjności akustycznej właściwej płyt z wymaganą izolacyjnością akustyczną przegrody budowlanej, która miałaby być wykonana z tych płyt. Zgodnie z normą PN-B-02151­‑3:1999 [4] należy przyjmować laboratoryjne wartości wskaźników R_A1 i R_A2 zmniejszone o 2 dB.

Wymagania w stosunku do izolacyjności akustycznej przegród w obiektach budownictwa ogólnego podane są w normie PN­‑B­‑02151-3:1999 [4] w postaci minimalnych wartości wskaźnika oceny izolacyjności akustycznej właściwej przybliżonej R`<sub>A1</sub> i R`_A2.

Biorąc pod uwagę właściwości akustyczne płyt warstwowych, należy przyjąć, że mogą one być stosowane w następujących wypadkach:

• jako obudowy ścian i dachów hal przemysłowych i sportowych, w budynkach produkcyjnych i magazynowych, do wykonywania pawilonów handlowo-usługowych, pawilonów gastronomicznych, zaplecza budów, budynków administracyjno-socjalnych (jeżeli spełniają one, zgodnie z podanymi zasadami, indywidualnie wyznaczone wymagania akustyczne),
• do wykonywania obiektów, w odniesieniu do których nie są określone wymagania akustyczne.
  Projektant podczas dobierania rodzaju płyt warstwowych powinien uwzględniać indywidualny charakter inwestycji w odniesieniu do właściwości akustycznych płyt określonych na podstawie deklaracji zgodności CE wystawionej przez producenta.

Literatura

1. PN-EN ISO 717-1:1999, „Akustyka. Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Izolacyjność od dźwięków powietrznych”.
2. PN-EN 14509:2007, „Samonośne płyty warstwowe z rdzeniem z materiału termoizolacyjnego w obustronnej okładzinie z blachy. Wyroby produkowane fabrycznie. Właściwości”.
3. PN-EN ISO 11654:1999, „Akustyka. Wyroby dźwiękochłonne używane w budownictwie. Wskaźnik pochłaniania dźwięku”.
4. PN-B-02151-3:1999, „Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania”.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!