Aktualne wydanie

2019 09 okladka

 

       9/2019

 

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

  

 ift 480x105px RFT19 engl 

 

 GP19-480x105px

 

 GLASS 480X120

 

Wpływ wybranych elementów mocowania i akcesoriów na izolacyjność akustyczną okien
Data dodania: 21.04.15

Problem odpowiedniej ochrony pomieszczeń przed hałasem zewnętrznym staje się coraz bardziej istotny i coraz trudniejszy do rozwiązania wobec stale rosnącego zagrożenia środowiska hałasem od komunikacji drogowej i lotniczej. Środki ochrony, polegające na zmianach w organizacji ruchu lub budowie ekranów akustycznych, nie zawsze są możliwe do zrealizowania. Dlatego tak istotne znaczenie ma właściwe projektowanie i wykonawstwo ścian zewnętrznych, a zwłaszcza okien, które jako elementy słabsze pod względem akustycznym mają istotny wpływ na izolacyjność akustyczną całej przegrody.

 

 

Parametry oceny akustycznej okien

 

 

Powszechnie wiadomo, że dużą izolacyjność okien uzyskuje się przede wszystkim dzięki stosowaniu specjalnego oszklenia. Istnieją jednak inne czynniki, takie jak stosowanie nawiewników powietrza czy żaluzji okiennych, które mają również dość istotny wpływ na właściwości akustyczne okien. Duże znaczenie ma także właściwy montaż okien w budynku, szczególnie w przypadkach, gdy stawiane są stosunkowo wysokie wymagania akustyczne.

 

Izolacyjność akustyczna okien wyrażana jest za pomocą trzech wskaźników Rw(C;Ctr), gdzie: 

Rw – jest ważonym wskaźnikiem izolacyjności akustycznej właściwej, dB,

C – jest widmowym wskaźnikiem adaptacyjnym widma płaskiego, stosowanym np. w przypadku hałasu lotniczego, dB,

Ctr – jest widmowym wskaźnikiem adaptacyjnym hałasu nisko-częstotliwościowego, stosowanym np. w przypadku hałasu ulicznego, dB.

 

Wymagania akustyczne w stosunku do przegród zewnętrznych (a w sposób pośredni – również dla okien) odnoszą się, zgodnie z normą PN–B–02151–3:1999, do tzw. wskaźników oceny izolacyjności akustycznej RA1 lub RA2, które są sumą wskaźnika Rw i odpowiedniego widmowego wskaźnika adaptacyjnego C lub Ctr, tzn.

 

RA1 = Rw + C, dB

RA2 = Rw + Ctr, dB

 

Podstawowym parametrem oceny akustycznej jest wskaźnik RA2, dostosowany do oceny ochrony przed hałasem komunikacyjnym. W szczególnych przypadkach, określonych normą PN–B–02151–3:1999, stosuje się wskaźnik RA1 (np. w przypadku ochrony przed hałasem lotniczym). W tym miejscu należy podkreślić, że wartości wskaźników C i Ctr mają wartości ujemne (C = -1 ÷ 3 dB, Ctr = -4 ÷ -8, w zależności od konstrukcji okna), a zatem wartości RA1 i RA2 są zawsze mniejsze od poprzednio stosowanej wartości Rw.

 

Mimo, że zmiany zasad określania wskaźników oceny zostały wprowadzone ponad 15 lat temu, dawne wskaźniki Rw są nadal często używane, jako jedyne, przez producentów okien i projektantów. Jest to sprzeczne z zasadami klasyfikacji akustycznej, dostosowanymi do wymagań normy PN–B–02131–3:1999 i używanymi w Aprobatach Technicznych, a także z zapisami w normie wyrobu PN-EN 14351-1:2010, stosowanej przy wprowadzanie wyrobów na rynek EAA, tzn. krajów UE oraz Norwegii, Islandii i Lichtensteinu poprzez znakowanie ich znakiem CE.

 

 

Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną okien

 

 

Izolacyjność akustyczna okna, będąca izolacyjnością wypadkową poszczególnych jego elementów, jest wyrażona wzorem:

 

2015 04 36 1

 

gdzie: 

S – całkowita powierzchnia okna, m

Sg – powierzchnia szyby, m2 

Rg(f) – izolacyjność akustyczna szyby, dB 

Sj – powierzchnie poszczególnych elementów konstrukcyjnych okna (profili ościeżnicy i skrzydła), m

Rj(f) – izolacyjność akustyczna j–tego elementu konstrukcyjnego, dB

Dn,e,i(f) – izolacyjność akustyczna i-tego nawiewnika, dB

Rs,k(f) – izolacyjność akustyczna wypełnionej szczeliny lub złącza „k” na jednostkę długości, dB

ls,k – długość wypełnionej szczeliny „k”, w metrach (l0 = 1 m)

f – środkowa częstotliwość pasma tercjowego z zakresu 100–5000 Hz

 

Poniżej zostaną omówione najważniejsze czynniki wpływające na wypadkową izolacyjność akustyczną okna.

 

 

Rodzaj oszklenia i elementów konstrukcyjnych (profili ościeżnicy i skrzydła)

 

 

Jednym z najbardziej istotnych czynników, mających wpływ na izolacyjność akustyczną okna jest rodzaj oszklenia (rys. 1). Spowodowane jest to tym, że szyby stanowią największą część powierzchni okna. Uzyskanie większej izolacyjności akustycznej możliwe jest dzięki zastosowaniu szklenia specjalnego, o większej grubości szyb składowych, często klejonych specjalnymi foliami lub żywicą. W takich przypadkach należy jednak liczyć się z wpływem izolacyjności ram, która może być mniejsza od izolacyjności oszklenia, a zatem odgrywać istotną rolę w izolacyjności wypadkowej okna. Zjawisko takie ujawnia się zwłaszcza w oknach wykonanych z profili aluminiowych lub profili PVC o cienkich ściankach. 

 

 

2015 04 37 4

Rys. 1. Wpływ rodzaju oszklenia na izolacyjność akustyczną okna

 

 

Należy również pamiętać, że widoczny wzrost izolacyjności przy zastosowaniu „mocnych akustycznie” szyb jest możliwy jedynie w przypadku okien szczelnych (przeznaczonych do budynków z wentylacją mechaniczną lub klimatyzacją) lub przy bardzo starannym doborze nawiewników. Nieumiejętne rozszczelnienie takiego okna może bowiem spowodować znaczny spadek jego izolacyjności, a zatem zastosowanie nawet dobrej pod względem akustycznym szyby może nie przynieść oczekiwanego efektu.

 

 

(...)

Nawiewniki powietrza

 

 

Negatywny efekt (obniżenie izolacyjności akustycznej okna) wywołuje fakt rozszczelnienia okna, które jest często konieczne ze względu na obowiązujące przepisy budowlane. W budynkach, w których nie występuje pełna wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja, należy zapewnić odpowiedni przepływ powietrza poprzez uzyskanie odpowiednio dużej wartości współczynnika infiltracji powietrza okna (a=0,5 ÷ 1,0 m3/mhdaPa2/3). Do niedawna uzyskiwało się to zazwyczaj poprzez wymianę, we fragmentach przymyków, uszczelki przylgowej na uszczelkę płaską lub perforowaną. Powodowało to pogorszenie izolacyjności akustycznej okna o 1÷2 dB. 

 

Obecne przepisy wymagają stosowania w takich przypadkach nawiewników powietrza. Montowane są one zazwyczaj w ramie ościeżnicy lub skrzydła, rzadziej – jako oddzielny element, w ścianie zewnętrznej. Tego typu urządzenia zapewniają właściwy obieg powietrza w pomieszczeniu lecz obniżają izolacyjność akustyczną okna. Efekt pogorszenia izolacyjności akustycznej po zastosowaniu nawiewnika w oknie zależy od różnicy izolacyjności akustycznej obu tych elementów (rys. 2). Należy w tym miejscu zwrócić uwagę, że nawiewniki powietrza są charakteryzowane innymi niż okna parametrami oceny akustycznej. Są nimi elementarna, znormalizowana różnica poziomów Dn,e i obliczone na tej podstawie wskaźniki jednoliczbowe Dn,e,w(C;Ctr). 

 

 

2015 04 37 5

Rys. 2. Wpływ zastosowania nawiewnika na izolacyjność akustyczną okna

 

 

Wypadkową izolacyjność akustyczną okna z nawiewnikiem, określoną za pomocą wskaźnika RA2 (podstawowego, w przypadku oceny akustycznej okien), można w przybliżeniu wyznaczyć ze wzoru:

 

2015 04 37 1

 

gdzie:

So, Rw – powierzchnia [m2] i wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej okna bez nawiewnika, wyrażona za pomocą wskaźnika Rw [dB],

Dn,e,w – wskaźnik elementarnej znormalizowanej różnicy poziomów nawiewnika [dB], 

Ctr – widmowe wskaźniki adaptacyjne okna i nawiewnika [dB],

A0 – równoważne pole powierzchni dźwiękochłonnej w m2 (A0=10 m2),

n – liczba nawiewników. 

 

Z powyższej zależności wynika, że, na przykład, zastosowanie w oknie o powierzchni So=2,1 m2 i izolacyjności RA2=33 dB nawiewnika o wskaźniku Dn,e,w + Ctr=33 dB spowoduje, że wypadkowa izolacyjność okna z nawiewnikiem wyniesie jedynie 25 dB (a nie, jak można by było przypuszczać, również 33 dB). Należy zatem zwracać uwagę, jaką wartością wskaźnika Dn,e,w powinien charakteryzować się nawiewnik, aby nie powodował zbyt dużej straty izolacyjności akustycznej okna z nawiewnikiem.

 

 

Uszczelnienie okna przy montażu w ościeży

 

 

Izolacyjność akustyczna różnego rodzaju uszczelnień (np. pianek montażowych stosowanych do montażu okien) wyrażana jest za pomocą trzech wskaźników Rs,w(C;Ctr), gdzie:

Rs,w – jest ważonym wskaźnikiem izolacyjności akustycznej właściwej, dB,

C – jest widmowym wskaźnikiem adaptacyjnym widma płaskiego, stosowanym np. w przypadku hałasu lotniczego, dB,

Ctr – jest widmowym wskaźnikiem adaptacyjnym hałasu niskoczęstotliwościowego, stosowanym np. w przypadku hałasu ulicznego, dB.

 

Wartość tych wskaźników obliczana jest zgodnie z normą PN EN ISO 717-1:2013, na podstawie wyznaczonej pomiarowo, dla każdego pasma częstotliwości w zakresie od 100 Hz do 5000 Hz, izolacyjności akustycznej Rs(f).

Izolacyjność akustyczna Rs(f), odniesiona do jednostki długości złącza, obliczana jest zgodnie ze wzorem: 

 

2015 04 37 2

 

gdzie:

L1(f) jest średnim poziomem ciśnienia akustycznego w komorze nadawczej, w decybelach;

L2(f) jest średnim poziomem ciśnienia akustycznego w komorze odbiorczej, w decybelach;

S0 jest polem powierzchni odniesienia, równej 1 m2

ls jest długością uszczelki lub złącza, w metrach, przy czym l0 = 1 m jest wartością odniesienia;

A(f) jest chłonnością akustyczną w komorze nadawczej, w metrach kwadratowych;

f jest środkową częstotliwością pasma tercjowego z zakresu 100–5000 Hz

 

Ponieważ przy tego typu pomiarach istnieje duży wpływ przenoszenia bocznego, należy dla każdego pasma częstotliwości wyznaczyć wartość Rs,max, uzyskaną w warunkach możliwie największego uszczelnienia złącza, a następnie skorygować uzyskane wyniki pomiarów zgodnie z wzorem:

 

2015 04 38 1

 

Sposób przygotowania stanowiska badawczego zależy od rodzaju badanych złączy. W przypadku wyznaczania izolacyjności akustycznej pianki montażowej stanowisko badawcze jest podobne do stanowiska używanego przy pomiarze izolacyjności akustycznej małych elementów, np. takich jak nawiewniki (patrz norma PN EN ISO 10140-1:2011, Amd 1). Badana pianka umieszczana jest w kasecie, zamontowanej w otworze ściany oddzielającej komory badawcze (rys. 3).

 

 

2015 04 37 3

Rys. 3. Sposób przygotowania próbki do badań izolacyjności akustycznej pianki montażowej; wymiary szczeliny wypełnionej badaną pianką: szerokość b = 10 mm lub 20 mm, głębokość d = 50 mm lub 100 mm, długość l – dowolna

 

 

Izolacyjność akustyczna Rs,w stosowanych do montażu okien pianek montażowych mieści się w granicach 45-60 dB. Jej wartość nie ma praktycznie znaczenia w przypadku okien o stosunkowo małej izolacyjności. W miarę jednak jej zwiększania, wpływ jakości akustycznej pianki montażowej staje się coraz bardziej istotny i przy niewłaściwym jej doborze może powodować obniżenie izolacyjności okna o nawet 10 dB (rys. 4 i tablica 1).

 

 

2015 04 38 2

Rys. 4. Wpływ uszczelnienia okna za pomocą pianek montażowych o r.żnych właściwościach akustycznych na jego izolacyjność akustyczną

 

 

Tablica 1.

2015 04 38 3

 

 

Dodatkowym zjawiskiem, mającym negatywny wpływ na izolacyjność okna, jest możliwość powstania tzw. szczeliny włosowatej. Ma to miejsce wówczas, gdy odstęp między ościeżnicą a murem jest na tyle mały, że pianka traci możliwość amortyzowania pracy okna i odkleja się od tynku. Powstała w ten sposób szczelina powoduje pogorszenie izolacyjności okna w stopniu tym większym, im większa jest jego izolacyjność. W przypadku okien o izolacyjności większej niż 40 dB straty te mogą wynosić nawet 10 dB (rys. 5), co praktycznie dyskwalifikuje je pod względem akustycznym, gdyż uzyskany efekt staje się porównywalny z oknami szklonymi o wiele tańszymi szybami.

 

 

2015 04 39 1

Rys. 5. Wpływ sposobu montażu okna za pomocą pianki montażowej na ich izolacyjność akustyczną

 

 

Powstawanie „szczeliny włosowatej” może być wyeliminowane przez zastosowanie tzw. „ciepłego montażu” z użyciem specjalnych folii, powodujących uszczelnienie złącza.

 

 

Żaluzje okienne i ich wpływ na izolacyjność akustyczną okien

 

 

Podstawowym zadaniem żaluzji okiennych jest poprawa warunków termicznych w pomieszczeniach i ochrona ich przed niepożądanym oświetleniem zewnętrznym. Jednakże, zainstalowane w odpowiedni sposób, mogą również poprawić komfort akustyczny w tych pomieszczeniach. Ciekawym rozwiązaniem jest wykorzystanie skrzynek żaluzji do montażu nawiewników powietrza, umieszczanych zazwyczaj w ramie okiennej. 

 

Parametry oceny akustycznej żaluzji okiennych

 

Właściwości akustyczne żaluzji, podobnie jak w przypadku okien, przedstawiane są w postaci wskaźników oceny akustycznej Rw(C;Ctr), wyrażonych w dB i określanych dla dwóch pozycji żaluzji: podniesionej i opuszczonej. Na podstawie tych wskaźników wyznaczane są wartości parametrów oceny akustycznej RA2 = Rw + C [dB] i RA1 = Rw + Ctr [dB], stosowanych w projektowaniu i ocenie właściwości akustycznych ścian zewnętrznych i okien.

 

Wartości wskaźników Rw(C;Ctr) wyznaczane są, zgodnie z normą PN EN ISO 717 – 1:2013, na podstawie wyników pomiarów izolacyjności akustycznej właściwej R(„f), przeprowadzanych w pasmach tercjowych 100–3150 Hz.

 

Badana żaluzja jest montowana razem z oknem, w otworze badawczym o całkowitych wymiarach 1280x1430 mm.

 

Norma pomiarowa PN EN ISO 10140-1:2011 (załącznik I), precyzuje metody montażu żaluzji, które są istotnym czynnikiem wpływającym na właściwości akustyczne „okno+żaluzja” (rys. 6).

 

 

2015 04 39 2

Rys. 6. Rodzaje montażu żaluzji okiennych Oznaczenia: a – stona zewnętrzna, b – strona wewnętrzna, d – odległość między żaluzją a szybą

 

 

Wynikom pomiarów izolacyjności akustycznej powinna zatem zawsze towarzyszyć informacja dotycząca typu montażu (numerowanego od 1 do 6 i określającego miejsce usytuowania skrzynki) oraz odległości żaluzji od szyby okna.

 

 

Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną okien z żaluzjami

 

 

Właściwości akustyczne żaluzji zależą od konstrukcji ich elementów składowych (pancerza i skrzynki, do której pancerz ten jest chowany) i, jak już powiedziano wcześniej, od sposobu montażu na oknie. 

 

Stosowane zazwyczaj profile aluminiowe, tworzące pancerz żaluzji, różnią się kształtem, wymiarami, grubością blachy, a także wypełnieniem (ze względu na izolację cieplną, niektóre z nich są wypełniane pianką poliuretanową, której zastosowanie nie ma istotnego znaczenia z punktu widzenia akustyki). Podobne różnice występują w konstrukcjach skrzynek. 

 

Zmiany konstrukcji profili (występujące w stosunkowo ograniczonym zakresie) mają wpływ na izolacyjność akustyczną żaluzji, a różnice z nich wynikające są rzędu 1-5 dB, w zależności od rodzaju montażu (rys. 7 i 8, tablice 3 i 4).

 

 

2015 04 40 5

Rys. 7. Wpływ rodzaju profilu żaluzji przy montażu typu 2 (d=5,5 cm, taka sama skrzynka)

 

 

2015 04 40 6

 Rys. 8. Wpływ rodzaju profilu żaluzji przy montażu typu 5 (d=36,5 cm)

 

 

Tablica 3.

2015 04 39 1

 

 

Tablica 4.  Wpływ profilu żaluzji przy montażu typu 5 (d=36,5 cm)

2015 04 40 3

 

 

Tablica 5. Wpływ odległości „d” żaluzji od szyby przy różnych typach montażu (taka sama skrzynka)

2015 04 40 4

 

 

W pierwszym przypadku, tj. montażu typu 2 (nad oknem, w otworze okiennym), dźwięk przenika przede wszystkim przez skrzynkę. Fakt zmiany profili pancerza nie ma w związku z tym znaczenia i izolacyjność żaluzji pozostaje bez zmian.

 

W przypadku montażu typu 5 (na ścianie zewnętrznej), wpływ skrzynki jest praktycznie wyeliminowany, a o izolacyjności układu „okno + żaluzja” decyduje izolacyjność pancerza (przy zachowaniu takiej samej odległości od szyby). Dlatego zmiany wynikające z zastosowania różnych profili są bardziej widoczne i wynoszą od 1 do 5 dB.

 

Wpływ konstrukcji skrzynki, która praktycznie zawsze jest elementem słabym akustycznie (zwłaszcza, gdy żaluzja jest opuszczona) ujawnia się natomiast przede wszystkim w przypadku montażu typu 2, gdy skrzynka nie jest osłonięta żadnym stałym elementem ściany zewnętrznej i dźwięk przechodzi bezpośrednio przez skrzynkę. Znikomy natomiast wpływ skrzynki na izolacyjność akustyczną układu „żaluzja + okno” występuje w przypadku montażu typu 6 (w świetle otworu okiennego), a przy zastosowaniu montażu typu 1 i typu 5 wpływ ten w ogóle nie występuje.

 

Jednym z najbardziej istotnych czynników, mających wpływ na izolacyjność akustyczną przy każdym rodzaju montażu, jest odległość „d” między pancerzem żaluzji a szybą okna. Im jest ona większa, tym większy jest efekt akustyczny opuszczenia żaluzji. Zmniejszanie tej odległości do 4-6 cm może natomiast spowodować obniżenie izolacyjności akustycznej całego układu, tzn. izolacyjność ta będzie mniejsza niż izolacyjność samego okna, zwłaszcza w zakresie niskich częstotliwości. O tym, jak duży jest wpływ odległości żaluzji od szyby okna, świadczą wyniki pomiarów izolacyjności akustycznej przedstawione na rys. 9 i w tablicy 5. Różnica izolacyjności, wyrażona za pomocą wskaźnika ΔRA2, waha się w granicach od -2 dB do +13 dB. Dotyczy to żaluzji, której pancerz wykonano ze stosunkowo cienkiego profilu. W przypadku zastosowania innych rodzajów profili, wzrost izolacyjności układu „żaluzja + okno” w stosunku do izolacyjności samego okna może wynosić nawet 15 dB.

 

 

2015 04 40 3

Rys. 9. Wpływ odległości „d” żaluzji od szyby przy różnych typach montażu (taka sama skrzynka, żaluzja opuszczona)

 

 

Tak więc, umiejętne stosowanie przedstawionych zależności może sprawić, że żaluzje okienne staną się doraźnym środkiem ochrony przeciwhałasowej. Warto ponadto zauważyć, że opuszczenie żaluzji może ograniczać przepływ powietrza przez nawiewnik zamontowany w oknie. Stąd powstał pomysł umieszczenia go w skrzynce żaluzji. Badania porównawcze wykazały, że izolacyjność akustyczna okna z żaluzją, zamontowaną nad oknem (montaż typu 2) jest praktycznie taka sama, niezależnie od miejsca montażu nawiewnika (w oknie czy w skrzynce żaluzji). Zestawienie wyników badań przedstawiono na rys. 10.

 

 

 

Anna Iżewska

Instytut Techniki Budowlanej

Warszawa

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 4/2015

 

 

 

01 chik
01 chik