Izolacje akustyczne w budownictwie mieszkaniowym

Dźwięk jest zjawiskiem falowym spowodowanym drganiem cząstek ośrodka sprężystego, na przykład powietrza, ciała stałego czy cieczy. Emiterami uciążliwych dźwięków przenikających do budynków są przede wszystkim środki transportu i komunikacji (hałas komunikacyjny), użytkownicy sąsiednich mieszkań (hałas bytowy) oraz urządzenia zamontowane w budynkach mieszkalnych lub poza budynkiem (hałas instalacyjny). Oczywiście w zależności od usytuowania budynku i zastosowanych przy jego budowie rozwiązań skala dźwięków jest różna. Należy jednak pamiętać, że zmiana nawet o kilka decybeli ma znaczący wpływ na komfort akustyczny. Co ważne, hałas i związane z nim wibracje zaliczane są do najbardziej uciążliwych czynników zanieczyszczenia środowiska.

Wpływ hałasu na zdrowie

Hałas można zdefiniować jako dźwięki zazwyczaj o nadmiernym natężeniu w danym miejscu i czasie, odbierane jako bezcelowe, następnie uciążliwe i przykre, a wreszcie szkodliwe. Oddziałuje na nas zarówno w sferze fizjologicznej, jak i psychologicznej.

Czytaj też o: Akustyce klatek schodowych i ciągów komunikacji ogólnej

Wpływ hałasu na zdrowie określa się na podstawie poziomu jego intensywności, którą mierzymy w decybelach (dB). Przyjmuje się, że:

• hałas poniżej 35 dB nie jest szkodliwy – jednak może powodować irytację i utrudniać koncentrację,
• od 35 dB do 70 dB zaczyna się negatywny wpływ na układ nerwowy – objawy to zmęczenie, obniżenie efektywności działań, problemy z zasypianiem, taki hałas utrudnia komunikację,
• przebywanie w trwającym stale hałasie o natężeniu 70–85 dB powoduje trwałe pogorszenie słuchu, bóle głowy i rozstrój nerwowy, w takich warunkach znacznie obniża się wydajność naszej pracy,
• próg bólu wynosi ok. 120 dB,
• natężenie hałasu od 85 do 130 dB powoduje uszkodzenie słuchu, zaburza funkcjonowanie układu krążenia i nerwowego, wpływa też negatywnie na zmysł równowagi,
• hałas o natężeniu 130–150 dB generuje drgania niektórych organów wewnętrznych, co może prowadzić do poważnych uszkodzeń słuchu,
• ekspozycja na hałas o natężeniu powyżej 150 dB dłuższa niż 5 min. wywołuje paraliż organizmu, mdłości, zaburzenie równowagi, stany lękowe, a także może skutkować depresją i rozmaitymi chorobami psychicznymi.

Włączony telewizor czy przeciętna rozmowa generuje hałas o natężeniu od 30 do 60 dB, ruch uliczny – ok. 80 dB, natomiast młot pneumatyczny – 100 dB.

Warto zaznaczyć, że każdy z nas ma odmienną wrażliwość na hałas. Postrzeganie hałasu zależy nie tylko od rodzaju dźwięku, ale od cech fizjologicznych narządu słuchu danej osoby, jej indywidualnych odczuć, reakcji emocjonalnych, a także wieku, stanu zdrowia, psychicznej odporności oraz nastroju w danym momencie. Te same warunki akustyczne jedna osoba może ocenić jako znośne, podczas gdy inna uzna je za dokuczliwe.

Z badań wynika, że najniebezpieczniejsze dla słuchu są dźwięki średnie i wysokie – niskie odbieramy jako mniej uciążliwe i są też dla nas mniej szkodliwe. Ponadto więcej szkody od hałasu o natężeniu stałym może uczynić hałas impulsywny, który powoduje raptowne skoki ciśnienia.

*****
Ochrona przed hałasem zależy od:

• • • • projektu architektonicznego obiektu budowlanego,
      • rodzaju i jakości zastosowanych materiałów konstrukcyjnych, elewacyjnych, do izolacji cieplnej, przeciwwilgociowej oraz akustycznej,
      • sposobu łączenia materiałów budowlanych, kolejności warstw,
      • dokładności wykonawstwa,
      • błędów wykonawczych,
      • sposobu użytkowania, konserwacji i remontów budynków.

*****

Hałas chodzi swoimi drogami

Istnieje wiele źródeł niechcianych dźwięków rozprzestrzeniających się w budynkach, jednak nie tylko one generują problemy. Drugim czynnikiem jest ilość dróg przenoszenia się dźwięków, a ich liczba jest wartością zmienną dla każdego obiektu, wynikającą przede wszystkim z przyjętych rozwiązań konstrukcyjnych i funkcjonalnych, a także zależną od rodzaju dźwięku.

Obok oczywistej drogi przenoszenia bezpośredniego istnieje szereg dróg przenoszenia pośredniego, takich jak przenoszenie boczne, przenoszenie wzdłużne, przenoszenie przez system, na przykład wentylacji. Przyglądając się dokładniej drogom transmisji dźwięku w budynku, wyróżnia się drogi powietrzne oraz drogi materiałowe związane z podstawową konstrukcją budynku oraz grupę bezpośrednich i pośrednich dróg powietrznych związanych z dodatkowymi elementami wprowadzonymi do konstrukcji, na przykład otworami.

Rozchodzenie się dźwięków w obiektach jest zjawiskiem rozwiniętym, a końcowa izolacyjność akustyczna zależy nie tylko od materiału tworzącego przegrodę rozdzielającą pomieszczenie nadawcze od odbiorczego. Istotny jest również materiał tworzący przegrody dochodzące, rodzaj stropu, sposób wykonstruowania węzłów, a nawet wielkość przylegających do siebie pomieszczeń.

*****
Chociaż izolacja akustyczna i wyciszanie ścian są często używane zamiennie, to nie są to równoznaczne pojęcia. Izolacja akustyczna polega na ograniczeniu przenikania dźwięków między pomieszczeniami, natomiast wygłuszanie ścian ma na celu zmniejszenie odbicia dźwięków wewnątrz pomieszczenia. W praktyce izolacja akustyczna skupia się na zapewnieniu bariery dźwiękowej, podczas gdy wygłuszanie ścian na poprawie akustyki wewnątrz pomieszczenia.
*****

Ważne od początku

Już na etapie projektowania budynku powinny być określone podstawowe drogi przenoszenia hałasu – zarówno powietrznego, jak i uderzeniowego. Jest to zjawisko trwałe dla obiektu przez cały czas jego użytkowania. Dlatego tak ważny jest dobór szeroko rozumianych materiałów budowlanych i technologii wznoszenia obiektu, ponieważ odbywa się tylko raz.

Oczywiście można doposażyć istniejący budynek w materiały służące do poprawy akustycznej, ale trzeba liczyć się z dodatkowymi kosztami i utrudnieniami. Nie jest żadną tajemnicą, że materiały ciężkie (na przykład klinkier czy silikat) dobrze izolują akustycznie. Natomiast z materiałami ociepleniowymi bywa różnie. Powszechnie stosowany styropian pogarsza (chociaż dość nieznacznie) izolacyjność akustyczną, skuteczność zaś wełny mineralnej uzależniona jest od ułożenia włókien.

Bardzo duże znaczenie ma również precyzyjne wykonanie, ponieważ każda nieciągłość, szczelina czy otwór obniżają izolacyjność akustyczną przegrody. Błędy są różne, nie tylko wykonawcze – najpowszechniejsze jest ułożenie w ścianie międzymieszkaniowej dodatkowych instalacji. Popełniają je także projektanci, na przykład planując przy ścianie międzymieszkaniowej sypialnię i łazienkę lub przewidując w takiej przegrodzie bruzdy, kanały i puszki elektryczne. Nie bez winy są również sami użytkownicy, którzy naruszają podczas eksploatacji warstwy izolujące akustycznie.

Jak zadbać o spokój

W Polsce podstawowym kryterium oceny izolacyjności akustycznej przegród są wskaźniki oceny przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej przegrody – dla przegród zewnętrznych to R’A2, natomiast wewnętrznych R’A1. Jednak rodzaj uwzględnianego przez projektanta wskaźnika do oceny izolacyjności akustycznej poszczególnych przegród zależy ostatecznie od rodzaju hałasu najintensywniej na nią oddziałującego, tzw. dominującego.

Wskaźnik R’A2 zazwyczaj określa przegrody zewnętrzne, ponieważ dotyczy hałasów ulicznych, na które najczęściej narażone są obiekty mieszkaniowe i które są jednym ze źródeł hałasów przynależących do widmowego wskaźnika adaptacyjnego przy przewadze niskich częstotliwości Ctr, związanego ze wskaźnikiem RA2.

Może się jednak zdarzyć sytuacja, w której obiekt jest narażony w przeważającym stopniu na hałasy związane z widmowym wskaźnikiem adaptacyjnym dla widma płaskiego C, związanym ze wskaźnikiem RA1 określanym w przypadku hałasów średnio- i wysokoczęstotliwościowych. Z reguły jednak wymagania dla przegród zewnętrznych wyrażone za pomocą wskaźnika R’A2 są bardziej rygorystyczne, dlatego używanie tego wskaźnika jest zalecane w przypadku braku pewności w określeniu rodzaju przeważającego widma hałasu – w ten sposób zapewnione zostaje bezpieczeństwo oceny, gdyż różnice pomiędzy wskaźnikami R’A1 oraz R’A2 mogą być znaczące.

W przypadku ścian wewnętrznych w przeważającej ilości przypadków do oceny zostanie uwzględniony wskaźnik R’A1, ponieważ związany z nim widmowy wskaźnik adaptacyjny widma płaskiego dotyczy hałasów bytowych, które najczęściej są dominującym źródłem hałasu oddziałującym na przegrody wewnątrz budynków.

Ważne! Przegrody w budynkach to:

• • • ściany (zewnętrzne i wewnętrzne), dla których należy zaprojektować izolacyjność akustyczną określaną minimalnym wskaźnikiem R’A1 lub R’A2,
    • stropy, dla których należy zaprojektować izolacyjność akustyczną określaną minimalnym R’A1 i maksymalnym wskaźnikiem L’n,w.

W ciszy i cieple

Od 2021 r. obowiązują rygorystyczne wytyczne, dotyczące izolacyjności cieplnej, co zazwyczaj jest realizowane przez zwiększenie grubości warstwy termoizolacyjnej. Jednak niektóre materiały, między innymi styropian, mogą pogarszać izolacyjność akustyczną przegrody. Nie jest to znaczący wpływ – ok. 1–2 dB przy grubościach murów 12–18 cm oraz 2–4 dB przy grubościach przegrody powyżej 20 cm. Niemniej jednak należy o tym pamiętać, projektując nowy, a także termomodernizując użytkowany budynek. Korzystne i bezpieczne będzie zastosowanie jako warstwy ociepleniowej wełny mineralnej, która nie tylko dobrze izoluje termicznie, ale również akustycznie.

Uwaga! Najistotniejszym parametrem przy wyborze materiału izolacyjnego, który ma za zadanie dobrze wygłuszyć pomieszczenia, jest współczynnik pochłaniania dźwięku α_w. Im jest on wyższy, tym lepiej materiał pochłania dźwięki. Współczynnik przyjmuje wartości od 0 (oznacza całkowite odbicie dźwięku) do 1 (całkowite pochłanianie).

Z widokiem na głuszę

Duży wpływ na izolację akustyczną mają również okna. I chociaż wydawać by się mogło, że wraz ze wzrostem izolacyjności cieplnej ochrona przed hałasem powinna również wzrastać, to wcale tak nie jest. Zestawy odznaczające się dość wysokim (słabym) współczynnikiem przenikania ciepła U = 1,2 W/(m²·K) mogą mieć świetne właściwości izolacyjności akustycznej na poziomie powyżej 40 dB.

I odwrotnie zestawy o dobrej izolacyjności cieplnej, gdzie U = 0,7 W/(m²·K) mogą charakteryzować się izolacyjnością akustyczną od 30 do 40 dB. Spowodowane jest to przede wszystkim tym, że w oknach przenikanie ciepła uzależnione jest nie tylko od liczby komór czy gazu zastosowanego do ich wypełnienia, ale także innych czynników, na przykład zastosowanych powłok niskoemisyjnych. Niemniej za okna dźwiękoszczelne uznaje się te, które mają izolacyjność co najmniej 35 dB. Jeżeli jednak budynek zlokalizowany jest w miejscu cichym, podmiejskim czy wiejskim, bez żadnych wyraźnych źródeł hałasu, wystarczające będą okna o standardowej izolacyjności R_w = 32 dB. Natomiast gdy budynek sąsiaduje z torami, ruchliwą ulicą czy zagrożeniem są inne głośne dźwięki, to należy zamontować okna dźwiękoszczelne o R_w wynoszącym minimum 36 dB.

Sąsiedzi nie wadzą

Na izolacyjność od dźwięków w przypadku stropów największy wpływ mają wierzchnie warstwy podłogowe, ponieważ zarówno płyty żelbetowe, jak i stropy gęstożebrowe czy lekkie konstrukcje drewniane wymagają dodatkowej warstwy izolacyjnej.

Pod względem konstrukcyjnym, a także akustycznym rozróżnia się podłogi pływające z masywną płytą dociskową, lekkie konstrukcje podłogowe oraz wykładziny (do których zaliczane są wykładziny elastyczne i dywanowe). Wartość wskaźnika zmniejszania poziomu uderzeniowego ΔL_W waha się od kilku decybeli (w przypadku cienkich wykładzin podłogowych) do ponad 30 dB (osiąganych przez podłogi pływające wyposażone w warstwę izolacyjną o wysokim stopniu tłumienia).

Zgodnie z obowiązującymi przepisami w budownictwie mieszkaniowym wielorodzinnym wymaganą izolacyjność w zakresie dźwięków uderzeniowych należy zapewnić bez względu na rodzaj zastosowanej nawierzchni podłogowej. Jak pokazuje praktyka, wymóg ten spełniają wyłącznie odpowiednio skuteczne podłogi pływające, tworzące trwały układ ze stropem. Składają się z elastycznej warstwy izolacyjnej (styropian, wełna mineralna lub maty polietylenowe) oraz płyty dociskowej (najczęściej jastrych cementowy lub lżejsze rozwiązania bazujące na kruszywie keramzytowym). Co ważne, warstwę elastyczną należy zabezpieczyć izolacją wodoszczelną, która zapobiegnie wnikaniem w nią zaczynu cementowego, co mogłoby skutkować pogorszeniem właściwości tłumiących.

Starannego wykonania wymaga również izolacja obwodowa, oddzielająca płytę dociskową od ściany. Należy także zabezpieczyć umieszczone w stropach przejścia instalacji.