Newsletter

Aktualne wydanie

2014-05-okladka-m

 

Do pobrania 

bezpłatnie wydanie

 Świat Szkła 12/2013

- w formie e-book'a

(szczegóły TUTAJ)

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Foto-galerie

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

Wydanie Specjalne

  

konstrukcje szklane

 

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

Nowe e-produkty

  

mozliwosci SS 205x285

 

Właściwości akustyczne ścian zewnętrznych i okien

Właściwości akustyczne ścian zewnętrznych i okien

Jednym z istotnych zadań jakie mają do spełnienia zewnętrzne przegrody budowlane jest ochrona pomieszczeń przed hałasem. Ich odpowiednio duża izolacyjność akustyczna ma szczególne znaczenie w przypadku lokalizacji budynku w strefie charakteryzującej się znacznym poziomem hałasu, np. w centralnej części miasta, w pobliżu drogi szybkiego ruchu, linii kolejowej lub w rejonie lotniska.
W przypadku najczęściej stosowanych ścian masywnych o wypadkowej izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych decyduje izolacyjność akustyczna okien.


Wymagania normowe dotyczące izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych w budynku
Wymagania dotyczące minimalnej izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych, zawarte w normie PN-B-02151-3:1999 [1] odnoszą się do wartości wskaźnika oceny R’A2 (dB) lub R’A1 (dB) („prim” oznacza, że wymagania dotyczą izolacyjności akustycznej w budynku i uwzględniają występowanie tzw. przenoszenia bocznego energii akustycznej przez przyległe przegrody).

Wskaźniki R’A1 i R’A2 są to sumy wartości ważonego wskaźnika przybliżonej izolacyjności akustycznej R’w i widmowego wskaźnika adaptacyjnego C (lub odpowiednio Ctr). Wybór wskaźnika zależy od źródła hałasu dominującego w rozpatrywanej sytuacji.

Wskaźnik R’A2 = R’w +Ctr, traktowany jako podstawowy, stosuje się w przypadkach, gdy budynek narażony jest na hałas pochodzący od komunikacji drogowej w mieście lub od innych źródeł o zbliżonym widmie akustycznym, wymienionych w PN EN ISO 717-1:1999 [2].

Wskaźnik R’A1 = R’w + C stosuje się w przypadkach, gdy budynek narażony jest na hałas o widmie zawierającym więcej składowych w zakresie wysokich częstotliwości. Odnosi się to do hałasu pochodzącego od dróg ekspresowych, autostrad, od komunikacji lotniczej, od komunikacji kolejowej (przy prędkości przejazdów pociągów V>80 km/h) oraz innych źródeł o zbliżonym widmie akustycznym, wymienionych w PN EN ISO 717-1:1999.
Zgodnie z obecnymi wymaganiami, w przypadku ściany zewnętrznej nie ma obowiązku uwzględniania przenoszenia bocznego (tzn. że do oceny normowej można wykorzystywać wartości wskaźników izolacyjności akustycznej wyznaczone w warunkach laboratoryjnych).

Wymagania, stawiane w stosunku do wypadkowej izolacyjności całej ściany zewnętrznej, są zależne od miarodajnego poziomu dźwięku A hałasu panującego na zewnątrz budynku w ciągu dnia (6oo–22oo) i nocy (22oo–6oo) oraz od funkcji znajdujących się w nim pomieszczeń. Minimalne wartości jednoliczbowych wskaźników oceny izolacyjności akustycznej są zamieszczone w normie [1], a ich przykładowe wartości  zestawiono w tabl. 1.

  
 Tabela 1. Wymagana wypadkowa izolacyjność akustyczna właściwa
ściany zewnętrznej (wyciąg z normy PN-B-0251-3:1999[1])

Miarodajny poziom dźwięku można najdokładniej ustalić na podstawie bezpośrednich pomiarów hałasu i obserwacji wykonanych w terenie. W przypadku, gdy budynek lub instalacje stanowiące źródło hałasu są w fazie projektowania, prognozę warunków akustycznych można przeprowadzić w oparciu o obliczenia i symulacje komputerowe. Jeżeli poziom miarodajny został określony wyłącznie metodą obliczeniową, uzyskany wynik należy zwiększyć o 3 dB.

Jeżeli w pomieszczeniu znajduje się więcej niż jedna przegroda zewnętrzna z oknami, wymagania należy zwiększyć o wartości 10lgn (n – liczba przegród zewnętrznych z oknami w danym pomieszczeniu).
Elementy składowe ściany (okna, część pełna, nawiewniki powietrza itp.) powinny być tak dobrane, aby skonstruowana z nich przegroda spełniała warunki normowe. Dla przypadku, gdy okna stanowią nie więcej jak 50% powierzchni ściany można oszacować wymaganą izolacyjność części pełnej ściany i okna na podstawie tablicy zamieszczonej w normie [1].

Izolacyjność akustyczna ścian zewnętrznych i stropodachów bez okien wyrażona wskaźnikiem oceny RA powinna być większa o 10 dB od wartości wymaganych dla ściany z oknami. Wymaganie ma szczególne znaczenie w przypadku poddaszy użytkowych, zwłaszcza w budynkach narażonych na hałas lotniczy.

Właściwości akustyczne ściany zewnętrznej

W ścianie zewnętrznej można wyróżnić część pełną i przeszkloną. Klasyczna ściana wykonywana w budynkach mieszkalnych i w wielu budynkach użyteczności publicznej składa się z okna osadzonego w masywnym murze, ocieplonym od zewnętrz dodatkowym ustrojem termoizolacyjnym (przykłady wskaźników izolacyjności akustycznej Rw, RA1 i RA2 podano w tab. 2). Współczesne okna są oknami jednoramowymi, wykonanymi z drewna, profili PVC lub profili aluminiowych.

 
 Tabela 2. Przykłady właściwości akustycznych ścian zewnętrznych
masywnych

Wymagania akustyczne są stawiane w stosunku do wypadkowej izolacyjności całej przegrody. Jej elementy składowe (część pełna, okna, nawiewniki powietrza itp.) muszą być zatem tak dobrane, aby skonstruowana z nich przegroda spełniała warunki normowe.

Wypadkowa izolacyjność akustyczna ściany zewnętrznej
Wypadkową izolacyjność akustyczną przegrody złożonej, jaką jest ściana zewnętrzna z oknem (lub oknami), wyznacza się ze wzoru:

 

    (1)

 

gdzie:
So, Ro – powierzchnia [m2] i izolacyjność akustyczna właściwa okna [dB],
Ssp, Rsp – powierzchnia [m2] i izolacyjność akustyczna właściwa części pełnej [dB],
S – całkowita powierzchnia ściany zewnętrznej  [m2].

Izolacyjność akustyczna elementów budowlanych stosowanych do wykonywania ścian zewnętrznych jest zazwyczaj wyznaczana na podstawie wyników badań laboratoryjnych. Parametry akustyczne są podawane w Aprobatach Technicznych lub w katalogach wydawanych przez producentów. Dobierając, na etapie projektowania, typy zewnętrznych przegród budowlanych (lub ich części) na podstawie wskaźników uzyskanych w badaniach laboratoryjnych, należy przyjmować wartości wskaźników zmniejszone o 2 dB.

Możliwe jest również przeprowadzenie badań kontrolnych w budynku jedną z metod opisanych w normie PN EN ISO 140-5:1999 [3]. Jednak wykonanie miarodajnych badań terenowych nie zawsze jest możliwe, a uzyskanie wiarygodnych wyników wymaga dużego doświadczenia ekipy pomiarowej.

Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną okien
Izolacyjność akustyczna okna zależy od systemu konstrukcji, rodzaju zastosowanego oszklenia, uszczelek (rys. 1) oraz ewentualnego sposobu rozszczelnienia, jeżeli jest stosowane.

  
 Rys. 1. Główne drogi przenikania dźwięku przez okno.
1 – oszklenie, 2 – rama, 3 – uszczelnienie

Zgodnie bowiem z wymaganiami normowymi, w budynkach, w których nie występuje pełna wentylacja mechaniczna lub klimatyzacja, konieczne jest zapewnienie odpowiedniego przepływu powietrza poprzez uzyskanie odpowiednio dużej wartości współczynnika infiltracji powietrza okna (a=0,5-1,0 m3/mhdaPa 2/3). Uzyskuje się to zazwyczaj poprzez wymianę, we fragmentach przymyków, uszczelki przylgowej na uszczelkę płaską lub perforowaną. Powoduje to pogorszenie izolacyjności akustycznej okna w zakresie częstotliwości 630-2000 Hz (rys. 2). Wpływ tego zjawiska na wartość wskaźnika oceny RA2 zależy od sposobu rozszczelnienia i waha się w granicach 1-3 dB.

  
 Rys. 2. Wpływ stopnia szczelności na izolacyjność akustyczną okna
(rozszczelnienie za pomocą uszczelki płaskiej)

Zamiast rozszczelnienia przymyków stosuje się również nawiewniki powietrza, montowane w szybie, ramie ościeżnicy albo skrzydła lub jako niezależny element ściany zewnętrznej. Nawiewniki zamontowane w oknach zapewniają właściwy obieg powietrza w pomieszczeniu lecz w znacznym stopniu obniżają izolacyjność akustyczną okna (rys. 3). Izolacyjność okna z nawiewnikiem jest mniejsza o 3-5 dB (w wartościach wskaźników RA2) niż takiego samego okna rozszczelnionego uszczelką płaską. Należy jednak podkreślić, że przy całkowicie otwartych nawiewnikach izolacyjność okna jest większa niż przy uchyleniu skrzydeł (zwykłym otwarciu okna).

 
 Rys. 3. Wpływ zastosowania nawiewnika na izolacyjność akustyczną okna

Małe elementy budowlane, w tym również nawiewniki powietrza, są badane wg normy PN EN 20140-10:1994 [4]. Wynikiem tego badania jest elementarna znormalizowana różnica poziomów Dn,e przedstawiona w funkcji częstotliwości i obliczone na tej podstawie wskaźniki jednoliczbowe Dn,e,w (C; Ctr). Właściwości akustyczne nawiewnika, jako odrębnego produktu, są więc scharakteryzowane innym wskaźnikiem niż stosowany przy ocenie przegrody budowlanej. Należy zwrócić szczególną uwagę, by prawidłowo się nim posługiwać przy obliczaniu wypadkowej izolacyjności akustycznej okna i ściany zewnętrznej.

Wypadkową izolacyjność akustyczną okna z nawiewnikiem, którą należy uwzględnić przy wyznaczaniu wypadkowej izolacyjności ściany zewnętrznej, wyznacza się ze wzoru:
                 

     (2)

 

gdzie:
So, Ro – powierzchnia [m2] i izolacyjność akustyczna właściwa okna bez nawiewnika[dB],
Dn,e – elementarna znormalizowana różnica poziomów nawiewnika [dB],
A0 – równoważne pole powierzchni dźwiękochłonnej w m2 (A0 = 10 m2).
Podobnie, w przypadku zastosowania nawiewnika jako odrębnego elementu, zamontowanego bezpośrednio w ścianie zewnętrznej, przy wyznaczaniu wypadkowej izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej należy zastosować wzór:
              

   (3)


gdzie:
Ssp, Rsp – powierzchnia [m2] i izolacyjność akustyczna właściwa ściany pełnej [dB],
S – całkowita powierzchnia ściany zewnętrznej [m2],

pozostałe oznaczenia jak we wzorze (2).

Izolacyjność akustyczna okien poszczególnych systemów podawana jest w aprobatach technicznych w postaci 5-decybelowych klas akustycznych (patrz tab. 3). Podawane klasy najczęściej dotyczą oszklenia standardowego szybami zespolonymi jednokomorowymi 4+4/16 z przestrzenią między szybami wypełnioną powietrzem lub argonem.
Większość systemów posiada klasy akustyczne OK2 mieszczące się w granicach 23-29 dB.

 

 
 Tabela 3. Klasyfikacja akustyczna okien

Uzyskanie większej izolacyjności akustycznej wymaga zastosowania specjalnego oszklenia – o większej grubości szyb składowych, często klejonych specjalnymi foliami lub żywicą, z wypełnieniem gazami ciężkimi, takimi jak SF6 itp. (rys. 4). Należy jednak pamiętać, że stosowanie tego rodzaju szyb jest celowe przede wszystkim w przypadku okien szczelnych (przeznaczonych do budynków z wentylacją mechaniczną  lub klimatyzacją). Rozszczelnienie okna może bowiem spowodować znaczny spadek izolacyjności, a zatem zastosowanie nawet dobrej pod względem akustycznym szyby może nie przynieść oczekiwanego efektu.
W przypadku oszklenia specjalnego należy również liczyć się z wpływem izolacyjności ramy, która w takich przypadkach może być mniejsza od izolacyjności oszklenia, a zatem odgrywać istotną rolę w izolacyjności wypadkowej okna (zjawisko takie ujawnia się zwłaszcza w przypadku okien wykonanych z profili aluminiowych).

  
 Rys. 4. Wpływ rodzaju oszklenia na izolacyjność akustyczną okna

Nowe normy europejskie
Istnieje kilka norm europejskich, związanych z omawianą problematyką izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych, które zostały ustanowione jako PN w ostatnich trzech latach.

Norma PN EN 12354-3:2003 [5] jest przeznaczona dla projektantów i zawiera metodykę postępowania przy określaniu izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej w budynku na podstawie właściwości akustycznych jej elementów. W normie znajdują się również niektóre dane obliczeniowe dotyczące oszklenia. Wartości wskaźników jednoliczbowych wg PN EN 12354-3:2003 dla wybranych szyb pokazano w tab. 4.

  
 Tabela 4. Parametry akustyczne szyb wg PN EN 12354-3:2003 [5]
i PN EN 12758:2005 [6] (wybrane wartości)

Takie same dane zostały zmieszczone w normie PN EN 12758:2005 [6] dotyczącej właściwości akustycznych oszklenia jako odrębnego produktu.
Nowa norma europejska PN EN 14351-1:2006(U) [7], w całości poświęcona oknom traktowanym jako wyrób budowlany, odnosi się między innymi również do ich parametrów akustycznych. W załączniku B do ww. normy podano tablice, pozwalające na oszacowanie izolacyjności akustycznej całego okna w oparciu o właściwości akustyczne zastosowanej w nich szyby. Wybrane wartości zestawiono w tab. 5. 

 
 Tabela 5. Właściwości akustyczne okna zależnie od oszklenia wg PN
EN 14351-1:2006(U) [7] (wyciąg z tablic B.1 i B.2)

Dane zawarte w tablicach zostały utworzone na podstawie średnich statystycznych z wyników badań przeprowadzonych w różnych laboratoriach, pomniejszonych o średnie odchylenie standardowe uzyskane w badaniach. Wartości te odbiegają czasem znacznie od wartości rzeczywistych, a korzystanie z nich jest dużym uproszczeniem.  Nie uwzględniają bowiem rodzaju zastosowanych kształtowników, uszczelek, okuć itp., a także jakości wykonania okna. Można się zatem spodziewać, że projektanci i inwestorzy będą chętniej posługiwali się parametrami akustycznymi uzyskanymi w wyniku badań akustycznych, niż danymi tabelarycznymi.

Uwagi końcowe
Właściwy dobór konstrukcji ściany zewnętrznej ma istotny wpływ na warunki akustyczne w budynku. Ograniczenie hałasu w środowisku (tj. działania zmierzające do zmniejszenia emisji hałasu przez źródła, jakimi są  drogi, linie kolejowe, zakłady przemysłowe itp.) jest w wielu przypadkach niemożliwe lub nie wystarczająco skuteczne. W takich sytuacjach jedyną metodą zmniejszenia zagrożenia hałasem przenikającym do budynków jest stosowanie ścian zewnętrznych o odpowiednio dobranej izolacyjności akustycznej części pełnej i okien. Podstawą takiego doboru powinny być faktyczne wartości parametrów akustycznych wszystkich zastosowanych elementów ściany zewnętrznej.

 dr inż. Anna Iżewska
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Akustyki

Bibliografia
• PN-B-02151-3:1999 – Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania. [1]
• PN-EN ISO 717-1:1999 – Akustyka. Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjność i akustycznej elementów budowlanych. Izolacyjność od dźwięków powietrznych. [2]
• PN-EN ISO 140-5:1999 – Akustyka. Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych ściany zewnętrznej i jej elementów. [3]
• PN EN 20140-10:1994 – Akustyka. Pomiar izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. [4]
• PN-EN 12354-3:2003 – Akustyka budowlana. Określanie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Część 3: Izolacyjność od dźwięków powietrznych przenikających z zewnątrz. [5]
• PN-EN 12758:2005 – Szkło w budownictwie. Oszklenie i izolacyjność od dźwięków powietrznych. Opisy wyrobu oraz określenie właściwości. [6]
• PN-EN 14351-1:2006 (U) – Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności. [7]

 

inne artykuły tego autora:

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

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

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

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

 

patrz też:

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 

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

Czy pragniesz ciszy? , 5/2005 

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

   

 

 

 

part em

Wydawca:

part chik part omii part ss logo 212x50 mg part tr

Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Prywatności Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce internetowej.

Aby zaakceptowac pliki cookies z tej storny oraz ukryć ten komunikat kliknij: