25575923 

  

480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

Szklane ekrany akustyczne
Data dodania: 29.12.10

Ekrany akustyczne już od dawna wpisały się w polski krajobraz. Stosowanie ekranów akustycznych to obecnie najchętniej przyjmowane zabezpieczenie przed hałasem komunikacyjnym. Niestety stanowią również barierę wizualną, która ogranicza widoczność na np. obiekty handlowe i usługowe, usytuowane po drugiej stronie ekranów, bądź widok z okien chronionych domów.

 

Ekran akustyczny, aby był skuteczny, musi mieć odpowiednią wysokość i długość. Skuteczność ekranu definiuje wzór:

ΔLA = LA2 - LA1 [dB]

gdzie:
LA1 – poziom dźwięku w punkcie pomiarowym przed budową ekranu
LA2 – poziom dźwięku w tym samym punkcie pomiarowym po wybudowaniu ekranu

Teoretycznie ekran jest skuteczny, jeżeli różnica jest większa od zera. W praktyce jednak jeżeli ΔLA jest mniejsze niż 4 dB ekran uważa się z nieskuteczny. Skuteczność jest zadowalająca jeżeli ΔLA jest wyższe niż 6 dB.



Jednak nawet gdy występuje techniczna możliwość realizacji ekranu o przewidywalnej skuteczności często okazuje się, że projektowany ekran stanowi niekorzystny element architektoniczny lub nie zapewnia dostępu światła. Zdarza się, że nieodpowiednio zaprojektowane zacieniają posesje znajdujące się tuż przy ekranach. Ponadto ekran nie może też ograniczać widoczności kierowcom.

 

Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie ekranów akustycznych przeźroczystych lub wykonanie ekranu, którego fragment jest przeźroczysty.

 

Najczęściej stosowanym materiałem w tego typu ekranach jest akryl. Niestety, jego podstawową wadą jest to, że dość szybko się niszczy, rysuje i jego transparentność ulega znacznemu pogorszeniu. Tych wad nie posiada szkło. Ponadto, w odróżnieniu od płyt akrylowych, dzięki wysokim własnościom fizyczno-mechanicznym szklane ekrany nie wymagają poprzecznych wzmocnień krawędzi szyby.

 

Rys. 1. Ekran akustyczny z elementami szklanymi (źródło: archiwum własne)

 

Do budowy komunikacyjnych ekranów dźwiękoizolacyjnych na bazie szkła stosuje się laminowane szkło, bezodpryskowe VSG (Verbund Sicherheits Glas) wykonane ze wzmacnianego termicznie TVG (Teilvorge spanntes glas) czyli tzw. półhartowanego z oszlifowaną krawędzią. Jest to szkło o dużej wytrzymałości, składające się co najmniej z dwóch tafli, grubości nie mniejszej niż 2x8 mm, zespolonych folią PVB (Poli-Vinyl-Butyral).

 

Właściwości płyt z takiego szkła są następujące:
-  gęstość - 2,50 g/cm3;
-  moduł sprężystości - 7,0 x 104 MPa;
- wytrzymałość na zginanie - 40,0 MPa;
-  naprężenie dopuszczalne na zginanie - 29,0 MPa;
- wytrzymałość na rozciąganie - 36,5 MPa;
- naprężenie dopuszczalne na rozciąganie - 30,0 MPa;
-  współczynnik rozszerzalności liniowej - 9 x 10-6 ° K-1;
- liczba Poissona - 0,20;
- wydłużenie sprężyste przy zerwaniu - 0,2%.

 

Własności akustyczne szkła VSG przedstawia tabela 1.

Wszystkie powyższe wartości podane zostały na podstawie Aprobaty Technicznej Instytutu Budowy Dróg i Mostów nr AT/2005-03-1924 wydanej dla wyrobu o nazwie: "Płyta ze szkła częściowo hartowanego, bezodpryskowego, dwuwarstwowego typ GZR-dur, LG-S.C. 16 mm, 2x8 mm, TVG/KGN 1-4
do ekranów akustycznych".

 

Tabela 1. Właściwości akustyczne szyb VSG

  

Rys. 2. Konstrukcja szklanego ekranu (źródło: archiwum własne)

 

Jednak w przypadku materiałów wykorzystywanych do budowy ekranów akustycznych najistotniejszymi parametrami są parametry związane z zapewnieniem bezpieczeństwa kierowcom.

 

A w związku z tym, że szkło jest materiałem wyjątkowo kruchym, podstawowym warunkiem możliwości jego zastosowania do ekranów akustycznych jest spełnienie wymagania odporności materiału na tzw. uderzenie kamieniem. Procedura badania tej właściwości została określona w PN-EN 1794-1:2002 Załącznik C. Badanie polega na uderzeniu energią 30 (±1) Nm, znormalizowanym bijakiem, w trzech punktach położonych w określonej, badanej powierzchni. Uszkodzenia od uderzenia mogą być ograniczone do zewnętrznych części konstrukcji. Wewnętrzne elementy nie mogą być uszkodzone lub przemieszczone na skutek uderzenia.

 

Bijak nie może przebić się na drugą stronę elementu, chociaż dopuszcza się miejscowe uszkodzenie w formie rozłamu długości do 50 mm. Dopuszcza się małe uszkodzenie powierzchni kruchych materiałów w formie kraterów (z których odłamki zostały całkiem wyłamane) przy założeniu, że głębokość każdego krateru będzie mniejsza od grubości elementu lub od 20 mm.

 

Jak wykazały badania, płyta szklana VSG po pierwszym uderzeniu nie została uszkodzona. Dopiero po ponownym uderzeniu w to same miejsce, płyta ta uległa uszkodzeniu w ten sposób, że na tylnej powierzchni powstały pęknięcia w postaci siatki. Jednak, co najważniejsze, szyba nie rozpada się, a tym samym nie stanowi zagrożenia dla otoczenia!

 

Ponadto przeprowadzono badanie, w ramach którego w próbkę płyty szklanej wielokrotne z dużą siłą uderzano młotkiem w to samo miejsce.

 

W rezultacie tego badania stwierdzono, że:
-  uszkodzenia powstają po wielokrotnym działaniu wysokich sił zewnętrznych w to same miejsce,
-  pękająca szyba powoduje wzorcowe uszkodzenie w postaci siatki spękań zgodnej z normą,
- szyba nie rozpada się na ostre elementy i nie powoduje niebezpieczeństwa dla otoczenia,
- przy rozbiciu szyba VSG zachowuje się jak przednia szyba samochodowa, tzn. rozbite kawałki szkła pozostają przyklejone do folii PVB, więc nie stanowią zagrożenia dla zdrowia i bezpieczeństwa człowieka,
- naprawa płyty czyli wymiana uszkodzonej tafli jest bardzo prosta do przeprowadzenia.

 

Rys. 3. Profil zimnogięty z blachy stalowej grubości 4 mm z zamocowaną szybą VSG 2x8 mm

 

Rys. 4. Przykład ekranów z modułami fotowoltaicznymi (źródło: archiwum własne)

 

Kolejną zaletą w przypadku wykorzystania szkła do budowy ekranów akustycznych jest fakt, iż, szkło w odróżnieniu do innych przezroczystych ścian jest odporne na działanie środków chemicznych, które są stosowane do usuwania „efektów pracy grafficiarzy“ albo innych zabrudzeń. Powierzchnia szyb nie ulega zmianie nawet po latach eksploatacji. Ponadto możliwe jest stosowanie szyb pokrytych powłoką samoczyszczącą (tzw. efekt lotosu).

 

Tego typu zabezpieczenie antygraffiti zdecydowanie zmniejsza koszty oczyszczenia powierzchni ekranów i daje gwarancję uzyskania dobrego efektu samooczyszczania.

 

Kolejną innowacją w budowie ekranów jest możliwość ich zastosowania jako źródła prądu elekicznych. Nie zawsze i nie w każdym miejscu można wybudować ekran.

 

Z budowy ekranu należy zrezygnować między innymi jeżeli:
-  zasięg cienia akustycznego nie obejmuje obszaru chronionego (ekran jest zbyt niski),
- nie można zapewnić odpowiedniej długości oraz ciągłości ekranu.
- nie ma wystarczającej powierzchni terenu aby zmieścić ekran.

 

Często, ale nie zawsze, rozwiązaniem pierwszego problemu może być powiększenie obszaru cienia akustycznego poprzez załamanie przekroju poprzecznego ekranu pionowego, pochylenie powierzchni ekranu.

 

  Rys. 5. Szklany ekran o pochylonej powierzchni (źródło: archiwum własne)

 

Rys. 6. Ekran pionowy o załamanym przekroju poprzecznym (źródło: archiwum własne)

 

Jednak zastosowanie dwóch pokazanych wyżej opcji nie pomoże rozwiązać kolejnych problemów, czyli kwestii braku miejsca oraz odpowiedniej długości oraz ciągłości ekranu. Problemy te napotyka się przede wszystkim w miastach, przy ruchliwych ulicach. Ponadto ekranu akustycznego nie lokalizuje się w intensywnym polu odbitych fal akustycznych co również jest równoznaczne z zanegowaniem sensu budowy ekranu akustycznego na większości ulic miejskich.

 

Rys. 7. Szklany ekran fasadowy (źródło: www2.dupont.com)

 

Rys. 8. Szklany ekran fasadowy (źródło: sydney-city.blogspot.com)

 

W tego typu przypadkach idealnym rozwiązaniem jest zastosowanie szklanych ekranów fasadowych. Zastosowanie ekranu fasadowego polega na tym, że przed elewacją budynku w pewnej odległości (zapewniającej odpowiednią przewietrzalność i odpowiednie uwarunkowania p.poż.) wykonywana jest szklana ściana.

 

Taki sposób zabezpieczenia powoduje, że duża część fali dźwiękowej jest zatrzymywana na fasadzie. Stosowanie tej metody możliwe jest głównie dla budynków nowo budowanych. W przypadku budynków istniejących podstawowym problemem do rozwiązania poza samą konstrukcją przesłony jest rozwiązanie problemów wentylacji wewnątrz budynku oraz warunków związanych z ewakuacją ludzi z obiektu.

 

Za ich stosowaniem przemawiają przede wszystkim następujące fakty:
- efektywność,
- zajmowana powierzchnia,
-  możliwość projektowania ciekawych rozwiązań pod względem estetyki,
-  możliwość stosowania nowoczesnych rozwiązań (wbudowane moduły fotowoltaiczne, szyby pancerne, antypodsłuchowe itp.),
-  stosowanie szyb z powłoką samoczyszczącą chroni „właściwą” fasadę przed zanieczyszczeniem.

 

Podsumowując powyższe warto zaznaczyć, że zalety szklanych ekranów akustycznych to:
-  doskonała przejrzystość ekranów,
-  modułowość systemu,
-  duża sztywność elementów,
-  trwałość i odporność na korozję,
- odporność szkła na promieniowanie słoneczne.

 

prof. dr hab. inż. Jan Adamczyk
mgr inż. Dorota Szałyga-Osypanka

 

patrz też:

- Szklane ekrany akustyczne , Jan Adamczyk, Dorota Szałyga-Osypanka, Świat Szkła 12/2010

- Szklane ekrany akustyczne (SAKS Engineering), Świat Szkła 12/2010

- Ekrany akustyczne (TUPLEX) , Świat Szkła 12/2010

- Krawędziowe wzmacniacze skuteczności tłumienia ekranów akustycznych , Świat Szkła - portal

- PLEXIGLAS SOUNDSTOP , Świat Szkła - portal  

- Efektowne i efektywne realizacje przezroczystych ekranów akustycznych, Beata Stankiewicz, Świat Szkła 3/2005

- Specyfika przezroczystych ekranów akustycznych , Beata Stankiewicz, Świat Szkła 2/2005

oraz:

- Przykłady zastosowania szkła w architekturze w aspekcie akustyki wnętrz , Jan Adamczyk, Dorota Szałyga-Osypanka, Świat Szkła 11/2010

- Ocena akustyczna okien według zharmonizowanej normy wyrobu, Anna Iżewska, Świat Szkła 7-8/2010

- Izolacyjność akustyczna drzwi, Anna Iżewska, Świat Szkła 3/2010

- Ocena akustyczna szyb zespolonych, Anna Iżewska, Świat Szkła 10/2009

- Nowy rynek okien, Jacek Danielecki, Świat Szkła 3/2009

- Charakterystyka akustyczna budynku, Jacek Danielecki, Świat Szkła 2/2009 

- Szkło i ochrona przed hałasem, Jolanta Lessig, Świat Szkła 1/2009

- Hałas pogłosowy w przestrzeniach przeszklonych, Jacek Danielecki, Świat Szkła 1/2009

- Właściwości akustyczne nawiewników powietrza, Jacek Nurzyński, Świat Szkła 9/2008

- Deklarowanie wskaźnika izolacyjności akustycznej budynku, Jacek Danielecki, Świat Szkła 7-8/2008

- Szklana powłoka budynku, a hałas środowiskowy, Jacek Danielecki, Świat Szkła 4/2008

- Akustyczne refleksje po seminarium Świata Szkla, Jacek Danielecki, Świat Szkła 1/2008

- Mapy akustyczne miast a okna, Jacek Danielecki, Świat Szkła 12/2007

- Wpływ powierzchni okna na izolacyjność akustyczną przegrody zewnętrznej, Jacek Danielecki, Świat Szkła 11/2007

- Budynki niebezpieczne akustycznie dla obywatela IV RP, Jacek Danielecki, Świat Szkła 10/2007

- Ochrona przed hałasem a miejsce zamieszkania, Gerard Plaze, Świat Szkła 10/2007 

- Zapotrzebowanie na okna akustyczne w obszarach aglomeracji miejskiej, Jacek Danielecki, Świat Szkła 9/2007

- Izolacyjność akustyczna lekkich ścian osłonowych o konstrukcji słupowo-ryglowej, Barbara Szudrowicz, Świat Szkła 3/2007 

- Właściwości akustyczne ścian zewnętrznych i okien, Anna Iżewska, Świat Szkła 2/2007

- Ochrona budynku przed hałasem zewnętrznym, Jacek Nurzyński, Świat Szkła 3/2006

- Czy pragniesz ciszy? , 5/2005 

- Właściwości akustyczne szyb zespolonych, Anna Iżewska, Świat Szkła 4/2005 

- Efektowne i efektywne realizacje przezroczystych ekranów akustycznych, Beata Stankiewicz, 3/2005

- Specyfika przezroczystych ekranów akustycznych, Beata Stankiewicz, 2/2005

- Dwuwarstwowe elewacje szklane, a środowisko akustyczne pomieszczeń, Katarzyna Zielonko-Jung, Świat Szkła 3/2004

inne artykuły tego autora:

- Szklane ekrany akustyczne , Jan Adamczyk, Dorota Szałyga-Osypanka, Świat Szkła 12/2010

- Przykłady zastosowania szkła w architekturze w aspekcie akustyki wnętrz, Jan Adamczyk, Dorota Szałyga-Osypanka, Świat Szkła 11/2010

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym

więcej informacji: Świat Szkła 12/2010

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

 

 

 

01 chik
01 chik