Ściany z ceramiki budowlanej na tle wymagań dotyczących izolacyjności akustycznej

Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej to jedne
z wielu jakim muszą sprostać producenci ceramiki budowlanej. W artykule przedstawiono aktualne wymagania w zakresie izolacyjności od dźwięków powietrznych i uderzeniowych, jakie muszą spełnić przegrody w budynku. Przedstawiono parametry dźwiękoizolacyjne przykładowych ścian wykonanych z pustaków ceramicznych i skonfrontowano je z wymaganiami w zakresie dźwiękoizolacyjności.

Wymagania
Konieczność uwzględnienia ochrony akustycznej w projekcie wynika bezpośrednio z przepisów prawa
budowlanego. Ustawa Prawo Budowlane z dnia 7 lipca 1994 r. Dz. U. Nr 49, poz. 414 [1] ze zmianami w artykule 5.1. stanowi, że „Obiekt budowlany jako całość oraz jego poszczególne części, wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy, biorąc pod uwagę przewidywany okres użytkowania, projektować i budować w sposób określony w przepisach, w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając spełnienie podstawowych wymagań dotyczących obiektów budowlanych określonych w załączniku I do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. [2] ustanawiającego zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu
wyrobów budowlanych, dotyczących:
– nośności i stateczności konstrukcji,
– bezpieczeństwa pożarowego,
– higieny, zdrowia i środowiska,
– bezpieczeństwa użytkowania i dostępności obiektów,
– ochrony przed hałasem,
– oszczędności energii i izolacyjności cieplnej,
– zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych.”
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz. U. 2002, nr 75, poz. 690 [3], w dziale IX poświęconym ochronie przed hałasem i drganiami w §323 stwierdza się co następuje; „budynek i urządzenia z nim związane powinny być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby poziom hałasu, na który będą narażeni użytkownicy lub ludzie znajdujący się w ich sąsiedztwie, nie stanowił zagrożenia dla ich zdrowia, a także umożliwiał im pracę, odpoczynek i sen w zadowalających warunkach”. Zgodnie z paragrafem §323 rozporządzenia pomieszczenia w budynkach mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego
i użyteczności publicznej należy chronić przed hałasem:

zewnętrznym przenikającym do pomieszczenia spoza budynku,
pochodzącym od instalacji i urządzeń stanowiących techniczne wyposażenie budynku,
powietrznym i uderzeniowym, wytwarzanym przez użytkowników innych mieszkań, lokali użytkowych
lub pomieszczeń o różnych wymaganiach użytkowych,
pogłosowym, powstającym w wyniku odbić fal dźwiękowych od przegród ograniczających dane pomieszczenie.
To samo rozporządzenie [3] w dalszej części, a mianowicie w §326 ustęp 2, określa dla jakich elementów i przegród w budynku należy stosować wymagania
dotyczące izolacyjności akustycznej:
1. ścian zewnętrznych, stropodachów, ścian wewnętrznych, okien w przegrodach zewnętrznych i wewnętrznych oraz drzwi w przegrodach wewnętrznych — od dźwięków powietrznych,
2. stropów i podłóg — od dźwięków powietrznych i uderzeniowych,
3. podestów i biegów klatek schodowych w obrębie lokali mieszkalnych — od dźwięków uderzeniowych.
Załącznik 1 rozporządzenia [3] zawiera wykaz polskich norm powołanych w zakresie ochrony przed hałasem i drganiami. Normy te i wymagania w nich zawarte z racji zacytowania w rozporządzeniu należy traktować jako nieodzowne w celu spełnienia wymagań ustawowych. Powyższy spis norm powołany w rozporządzeniu częściowo zawiera najnowsze zmiany dotyczące norm z zakresu akustyki lecz nie wszystkie. W zakresie izolacyjności akustycznej przywołany jest „nowy” arkusz normy PN-B-02151-3:2015-10 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych – Wymagania [104], który zastąpił arkusz z 1999 roku, podczas gdy w zakresie dopuszczalnego poziomu dźwięku w pomieszczeniu przywołana jest jeszcze norma „stara” PN-B-02151-02:1987 [5] a najnowszy arkusz normy PN-B-02151-2:2018-01 [6] być może znajdzie się dopiero w najbliższej nowelizacji Warunków Technicznych. W myśl zapisów w normie PN-B-02151-3:2015-10 [4], ze względu na sposób powstawania i rozprzestrzeniania się dźwięku, zagadnienia dotyczące izolacyjności akustycznej można podzielić na dwie grupy: izolacyjność od dźwięków powstających i rozprzestrzeniają się w powietrzu tzw. dźwięków powietrznych, którą należy ocenić za pomocą
wskaźników: R’A,1, RA,1,R, DnT,A1, R’A,2 , izolacyjność od dźwięków uderzeniowych będących formą dźwięków materiałowych, powstających w wyniku pobudzania do drgań
stropu podczas jego użytkowania, którą należy ocenić za pomocą wskaźników: L’n,w, Ln,w,R.
W sposób schematyczny podział ten wraz z wyszczególnieniem przegród podlegających ochronie akustycznej przedstawiono na rysunku 1. Dodatkowo na rys. 1 przedstawiono wskaźniki dźwiękoizolacyjne wg których należy dokonać oceny konkretnego przypadku. Należy zwrócić
uwagę, że stropy podlegają ocenie zarówno ze względu na ochronę przed dźwiękami powietrznymi jak i uderzeniowymi, ściany natomiast należy zweryfikować jedynie pod kątem izolacyjności od dźwięków powietrznych.

Przegrody wewnętrzne
W tablicy 1 przedstawiono wymagania dotyczące izolacyjności od dźwięków powietrznych przegród wewnętrznych w budynkach mieszkalnych.

Rys. 1. Schematyczne przedstawienie podziału stosowanego przy ocenie izolacyjności akustycznej przegród w budynku z punktu widzenia wymagań normowych [4].

Pomimo, że w stosunku do ścian nie stawia się wymagań w zakresie izolacyjności od dźwięków uderzeniowych (wychodzi się z założenia, że hałas typu: praca wiertarki udarowej zdarza się rzadko a redukcja tego rodzaju hałasu byłaby bardzo kosztowna) to w celu pełnego zilustrowania zagadnienia w tab. 2 przedstawiono wymagania dotyczące dopuszczalnego poziomu dźwięków uderzeniowych (izolacyjności od dźwięków uderzeniowych) przenikających do pomieszczeń chronionych w budynkach mieszkalnych.
Wymagania przedstawione w tablicy 1 i 2 dotyczące przegród oddzielających pomieszczenia od innych lokali lub środowiska zewnętrznego dotyczą izolacyjności akustycznej in situ (wskaźniki ze znakiem prim). W takim przypadku mówimy o izolacyjności akustycznej przybliżonej: R’A,1, L’n,w. Parametry dźwiękoizolacyjne przegród (ścian, stropów) powinny zostać wyznaczone przez producentów w badaniach laboratoryjnych, tak aby móc na etapie projektu wykorzystać je do prognozy izolacyjności akustycznej. W budynkach w odróżnieniu od sytuacji pomiarowej w laboratorium oprócz drogi bezpośredniej występują
drogi pośrednie przenoszenia dźwięku i stąd wartość wyznaczona w laboratorium różni się od wartości wyznaczonej w budynku. W celu prognozy izolacyjności akustycznej w budynku
na etapie projektu należy skorzystać z metodyki obliczeniowej przedstawionej w normach PN-EN 12354-1:2017- 10 Akustyka budowlana – Określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów – Izolacyjność od dźwięków powietrznych pomiędzy pomieszczeniami [7] i PN-EN
12354-2:2017-10 Akustyka Budowlana – określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów – Izolacyjność od dźwięków uderzeniowych między pomieszczeniami [8]. Należy jednak nadmienić, że powyższe normy są anglojęzyczne a sama metodyka nie należy do łatwych. W tej
sytuacji przydatna podczas projektowania może okazać się instrukcja ITB [109]. Instrukcja odnosi się co prawda do nieaktualnej już metodyki obliczeniowej z norm PN-EN 12354-1:2002 i PN-EN 12354-2:2002 jednak w związku z brakiem aktualnej instrukcji dla wielu projektantów może ona stanowić jedyną pomoc w przebrnięciu przez niełatwe zagadnienia prognozowania izolacyjności między pomieszczeniami w budynku.

W przypadku wymagań dla przegród wewnątrz mieszkania sytuacja jest prostsza. Wymagania przestawione są w postaci wskaźników projektowych (z indeksem R). Są to wartości laboratoryjne zredukowane o 2 dB: RA,1,R, Ln,w,R .
Oprócz wymagań dla budynków mieszkalnych przedstawionych w tablicy 1 i 2 norma PN-B-02151-3:
2015-10 [4] uwzględnia inne budynki, których pełny spis przedstawiono po niżej. Wartości wymagań jak łatwo się domyślić, zróżnicowane są nie tylko ze względu na rodzaj budynków ale także rodzaj pomieszczeń rozdzielonych przegrodami.

Budynki mieszkalne
I Budynki wielorodzinne
II Budynki jednorodzinne

Tab. 1. Wymagania dotyczące izolacyjności od dźwięków powietrznych przegród wewnętrznych w budynkach mieszkalnych wg PN-B-02151-3:2015-10 [4] (wybrane wartości).

Tab. 2. Dopuszczalny poziom dźwięków uderzeniowych przenikających do pomieszczeń chronionych w budynkach mieszkalnych wg PN-B-02151-3:2015-10 [4].

Budynki zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej
I Hotele
II Budynki zakwaterowania turystycznego (hotele turystyczne, pensjonaty, domy wypoczynkowe)
III Budynki zbiorowego zamieszkania (domy studenckie, internaty i bursy szkolne, hotele robotnicze, domy dziecka, domy opieki społecznej)
IV Żłobki i budynki szkolnictwa przedszkolnego
V Szkoły podstawowe i ponad podstawowe
VI Budynki szkół wyższych i placówek badawczych
VII Budynki szpitalne i zakładów opieki medycznej
VIII Budynki biurowe
IX Budynki sądów i prokuratur
Należy zaznaczyć spełnienie wymagań z normy [4] nie gwarantują bynajmniej satysfakcjonującego poziomu komfortu akustycznego wszystkim przyszłym użytkownikom tak zrealizowanego budynku. Dobitnie świadczą o tym wyniki przedstawione w tablicy 3 [10]. Z tablicy wynika, że założonych wartościach wymagań jak dla budynków wielorodzinnych (ściany: R’A,1 ≥ 50 dB oraz stropy R’A,1 ≥ 51 dB i L’n,w ≤ 55 dB), odsetek zadowolonych z poziomu ochrony akustycznej będzie niższy od 40% w przypadku dźwięków powietrznych i 60% w przypadku dźwięków uderzeniowych. Stąd częste negatywne opinie mieszkańców dotyczące izolacyjności akustycznej między mieszkaniami w nowo zasiedlonych lokalach pomimo
spełnienia wymagań przez przegrody. Oczywiście zdarza się, że pretensje mieszkańców są uzasadnione i izolacyjność niewystarczająca.
W tej sytuacji przydatne może okazać się przeprowadzenie terenowych badań izolacyjności akustycznej. Pozwalają one obiektywnie ocenić poziom ochrony
akustycznej w budynku. Tego rodzaju badania przeprowadzane są zarówno na etapie przed oddaniem budynku do użytkowania jak i w trakcie jego użytkowania. Na fot. 1÷3 pokazano realizację terenowych pomiarów izolacyjności akustycznej.

Przegrody zewnętrzne
Sposób przedstawienia wymagań dotyczących izolacyjności akustycznej przez normę PN-B-02151-3:2015 10 [4] różny jest dla przegród wewnętrznych i zewnętrznych.
W przypadku przegród zewnętrznych zgodnie z zapisami normy wymagania projektant musi ustalić indywidualnie za pomocą wzoru (1).

Tab. 3. Zależność między wartościami wskaźników oceny izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych i uderzeniowych a spodziewanym odsetkiem osób uznających warunki za zadowalające [10]

gdzie:
LA,zew – miarodajny poziom hałasu na zewnątrz danej przegrody zewnętrznej, wartość zaokrąglona do pełnej liczby decybeli,
LA,wew – poziom odniesienia do obliczania izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej w dB na podstawie tablicy normy,
S – pole rzutu powierzchni przegrody zewnętrznej na płaszczyznę fasady lub dachu widzianej od strony
pomieszczenia w m2,
A – chłonność akustyczna pomieszczenia w oktawowym paśmie o częstotliwości f = 500 Hz bez wyposażenia pomieszczenia i obecności użytkowników w m2,
3 – poprawka w dB.
Niezależnie od wyniku obliczeń izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej nie może być mniejsza od
wartości poniżej [4]:

Fot. 1. Terenowy pomiar izolacyjności akustycznej właściwej w budynku mieszkalnym wielorodzinnym,
zrealizowany przed oddaniem go do użytkowania. Na fot. widoczne źródło dźwięku o dookólnej
charakterystyce oraz mikrofon pomiarowy.

Fot. 2. Terenowy pomiar izolacyjności akustycznej właściwej w budynku jednorodzinnym w zabudowie
bliźniaczej, zrealizowany w trakcie jego użytkowania. Na fot. widoczne źródło dźwięku o dookólnej
charakterystyce.

Fot. 3. Terenowy pomiar izolacyjności od dźwięków uderzeniowych w budynku biurowym, zrealizowany
w trakcie jego użytkowania. Na fot. widoczne znormalizowane źródło dźwięków uderzeniowych
tzw. stukacz młotkowy.

R’A,2= 25 dB – hole i pomieszczenia recepcji w hotelach, korytarze i pomieszczenia rekreacyjne w szkołach, sale konsumpcyjne kawiarni i restauracji, sale wystawowe oraz pomieszczenia do zajęć sportowych i inne pomieszczenia o podobnym przeznaczeniu,
R’A,2 = 30 dB – pozostałe pomieszczenia.
Wyznaczenie miarodajnego poziomu hałasu LA,zew związane jest z koniecznością wykonania obliczeń ponieważ wartość ta dotyczy okresu 1 roku i dla tak długiego okresu czasu pomiar hałasu z oczywistych względów nie jest racjonalny. Pomiar hałasu pozostaje oczywiście
nadal bardzo pożądanym narzędziem służącym do kalibracji modelu obliczeniowego. Istnieje również możliwość wyznaczenia wartości LA,zew na podstawie map akustycznych. W tym przypadku jednak należy uwzględnić możliwą zmianę wartości poziomu hałasu na wysokości rozpatrywanej elewacji w stosunku do wysokości 4 m nad poziomem terenu dla której sporządza się mapy hałasu oraz zmianę przebiegu izolinii po realizacji projektowanego obiektu na skutek odbić, ugięcia, ekranowania itp. fali akustycznej. Wymaga uwzględnienia wszystkich źródeł hałasu jakie występują w miejscu zamierzenia
inwestycyjnego. Tak więc należy uwzględnić hałas komunikacyjny (drogowy i szynowy), hałas przemysłowy oraz hałas lotniczy. Obiektywnie stwierdzić należy, że określenie wartości miarodajnego poziomu hałasu na
zewnątrz przegrody zewnętrznej wymaga zaangażowania odpowiednich sił i środków oraz nie może się odbyć bez koniecznego w tym zakresie doświadczenia. Należy również dodać, że oszczędności poczynione na tym etapie projektu kosztem dokładności prognozy wymagań, skutkują koniecznością przyjęcia rozwiązań o wyższych parametrach dźwiękoizolacyjnych a tym samy znacząco droższym wykonawstwem (przede wszystkim w zakresie okien).
Istotny wpływ na zwiększenie wymagań akustycznych ma liczba przegród zewnętrznych z oknami w danym pomieszczeniu. W przypadku pomieszczeń narożnych w których okna występują w obu ścianach wymagania należy zwiększyć o 3 dB w stosunku do sytuacji w której
okna będą występowały tylko w jednej ze ścian (przy założeniu występowania hałasu o jednakowym poziomie na zewnątrz obu ścian oraz przy założeniu że ściana bez okien ma izolacyjność akustyczną wyższą o 7 dB od wymaganej wypadkowej). W przypadku hałaśliwych lokalizacji, ograniczenie liczby ścian z oknami może w sposób zasadniczy ograniczyć poziom wymagań a tym samym koszt inwestycji.
Przegroda zewnętrzna może składać się z części pełnej, okien oraz nawiewników powietrza. Każdy z tych elementów przegrody charakteryzuje się różnymi parametrami dźwiękoizolacyjnymi. W myśl normy [4] określone na podstawie wzoru (1) wymagania dotyczące minimalnej
izolacyjności akustycznej właściwej przegrody zewnętrznej należy porównać z wypadkową izolacyjnością akustyczną właściwą przegrody zewnętrznej obliczoną wg wzoru (2).

Rp – izolacyjność akustyczna właściwa części pełnej przegrody zewnętrznej,
Ro,i – izolacyjność akustyczna właściwa i-tego okna / drzwi balkonowych,
Dn,e,j – elementarna znormalizowana różnica poziomów ciśnienia akustycznego, która określa właściwości dźwiękoizolacyjne j-tego nawiewnika powietrza,
Sp – pole powierzchni rzutu części pełnej ściany zewnętrznej pomieszczenia na powierzchnie fasady lub dachu widziane od strony pomieszczenia,
So,i – pole powierzchni i-tego otworu okiennego i drzwi balkonowych, widzianej od strony pomieszczenia,
S – pole powierzchni rzutu przegrody zewnętrznej pomieszczenia na powierzchnie fasady lub dachu widziane od strony pomieszczenia: S = Sp + ΣSo,i,
m – liczba okien / drzwi balkonowych w danym fragmencie przegrody zewnętrznej pomieszczenia,
k – liczba nawiewników powietrzna w przegrodzie zewnętrznej, niezależnie od miejsca usytuowania.
Przy uproszczonych obliczeniach zamiast wartości:
Rp, Ro,i i Dn,e w poszczególnych pasmach 1/3 oktawowych wstawia się odpowiednie wartości wskaźników oceny tych wielkości: Rp,A,2,R Ro,A,2,R,i i Dn,e, A,2,R, j.
Dobrą wiadomością dla projektantów jest to, że
w przypadku przegród zewnętrznych udział przenoszenia bocznego można zazwyczaj pominąć [4]. Wówczas wartość wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej przegrody zewnętrznej można zapisać następująco: R’A,2 = RA,2,R.

Ściany z ceramiki budowlanej na tle wymagań
Ściany z ceramiki budowlanej są jednym z rozwiązań stosowanych w przypadku rozdzielenia pomieszczeń z zachowaniem wymagań dotyczących ochrony akustycznej. Należy pamiętać, że w myśl zapisów normy [4] podczas obliczeń na etapie projektu wartości wskaźników izolacyjności akustycznej właściwej należy przyjmować jako wyznaczone na podstawie badań laboratoryjnych.
Na podstawie dostępnych wyników badań laboratoryjnych, poniżej przedstawiono parametry dźwiękoizolacyjne pustaków ceramicznych skonfrontowane z wymaganiami normy [4] dla ściany rozdzielających mieszkania w budynku wielorodzinnym. Analizując wykres, szczególną uwagę należy zwrócić na wartości wskaźnika RA,1,R, które po uwzględnieniu „przenoszenia bocznego” porównać należy z wymaganiem R’A,1 ≥ 50 dB.
Na rysunku 3 przedstawiono „zapas”, który może zostać „bezpiecznie skonsumowany” przez przenoszenie
boczne dźwięku w budynku. Stanowi on swego rodzaju niezbędną rezerwę, która gwarantuje to aby ściana przebadana w laboratorium po uwzględnieniu poprawki na przenoszenie boczne w budynku Ka charakteryzowała się dźwiękoizolacyjnością R’A,1≥ 50dB. Wartość przenoszenia bocznego jest tym większa im wyższa izolacyjność przegrody rozdzielającej mieszkania i im niższa izolacyjność

Rys. 2. Wartości projektowe wskaźników Rw,R, RA,1,R, RA,2,R ścian z pustaków ceramicznych porównane z wartością wskaźnika R’A,1 ≥ 50 dB stanowiącą wymaganie dla ścian rozdzielających mieszkania w budynku wielorodzinnym.
przegród bocznych (czyli tych leżących w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny przegrody rozdzielającej pomieszczenia). Na podstawie rysunku 3 stwierdzić należy, że „zapas” ten dla analizowanych produktów wynosi od 0 dB do 7 dB. Zasadniczo dla technologii „tradycyjnych” wznoszenia budynków poprawka Ka przyjmuje wartość od 1 dB do 3 dB, w zależności od zastosowanych rozwiązań ścian i stropów. Każdorazowo wartość przenoszenia bocznego powinna zostać obliczona przy uwzględnieniu
specyfiki projektu. W przypadku dźwiękoizolacyjności ścian zewnętrznych tak jak zauważono wcześniej (wzór nr 1 i nr 2), wymagania dotyczą wartości wypadkowej dla ściany z elementami budowlanymi takimi jak okna i nawiewniki. Jeżeli ściana zawiera takie elementy to wypadkowa izolacyjność akustyczna w dużej mierze uzależniona jest od parametrów tychże elementów. Izolacyjność akustyczna okien określanych mianem „dźwiękoizolacyjnych” przyjmuje wartości wyrażone wskaźnikiem RA,2,R w granicach od 30 do 40 dB, natomiast izolacyjność akustyczna nawiewników wyrażona wartością wskaźnika Dn,e,A,2,R wynosi dla rozwiązań dostępności na rynku budowlanym od 30 do 46 dB.
W celu przedstawienia wpływu okien na parametry ściany zewnętrznej na rysunku 4 przedstawiono wyniki obliczeń wypadkowej izolacyjności akustycznej RA,2,R dla przegrody zewnętrznej w zależności od udziału procentowego okien . Izolacyjność części pełnej przegrody przyjęto odpowiednio: RA,2,R = 40, 45 i 50 dB. Jest to zakres reprezentatywny dla materiałów dostępnych na rynku. Izolacyjność akustyczną okien przyjęto natomiast jako wartości skrajne w zakresie dostępnym dla okien „dźwiękoizolacyjnych”: RA,2,R = 30 dB i RA,2,R = 40 dB. Na podstawie rysunku 4a) stwierdzić należy, że dla okien o niższej izolacyjności (RA,2,R = 30 dB) nieuzasadnione jest wykonywanie pełnej części przegrody zewnętrznej z materiału o bardzo wysokiej izolacyjności akustycznej. Powyższe stwierdzenie dotyczy ściany o procentowym udziale przeszklenia już od ok. 20%.

Rys. 3. Wartość poprawki Ka przenoszenia bocznego dźwięku między pomieszczeniami, które może wystąpić bez ryzyka spadku dźwiękoizolacyjności ściany poniżej wymagania R’A,1 ≥ 50 dB (wymóg dla ścian
rozdzielających mieszkania w budynku wielorodzinnym).

Wpadkowa izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej niezależnie od parametrów akustycznych części pełnej dla takiego przypadku nie przekracza 37 dB. Inaczej jest w przypadku zastosowania okien o wysokiej izolacyjności (RA,2,R = 40 dB – rys. 4b). Dla takich rozwiązań uzasadnione jest stosowanie materiałów (na część pełną przegrody) o wyższej izolacyjności akustycznej (np. RA,2,R = 50 dB). Wypadkowa izolacyjność akustyczna tak wykonanej fasady może osiągnąć wartość wyrażoną wskaźnikiem RA,2,R nawet 44 dB, pod warunkiem jednak, że stopień przeszklenia elewacji nie przekroczy 30%.
Na rysunku 5 pokazano wypadkową izolacyjność akustyczną wyrażoną wskaźnikiem oceny RA,2,R dla

Rys. 4. Wypadkowa izolacyjność akustyczna właściwa przegrody zewnętrznej, wyrażona wskaźnikiem oceny RA,2,R w zależności od udziału procentowego okien i izolacyjność części pełnej przegrody.
Przyjęto izolacyjność akustyczną okien: a) RA,2,R = 30 dB, b) RA,2,R = 40 dB.

przegrody zewnętrznej w zależności od izolacyjności akustycznej wypadkowej ściany z oknem (bez udziału
nawiewnika) i dźwiękoizolacyjności nawiewnika wyrażonej wartością wskaźnika Dn,e,A,2,R w zakresie od 30 do 46 dB. Powyższy zakres jest przykładowy, jednak górna granica odpowiada dostępności rozwiązań na
rynku budowlanym. Zależność przedstawione na rys. 5.a. dotyczy obliczeń wykonanych dla jednego
nawiewnika w ścianie natomiast wyniki przedstawione na rys. 5.b. dotyczy obliczeń dla dwóch sztuk
nawiewników. Obliczenia wypadkowej izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej o sumarycznej
powierzchni 7,50 m2 z oknem o powierzchni 2,25 m2 wykonano za pomocą wzoru nr 2. Należy w tym
miejscu zwrócić uwagę, że przytoczone poniżej wyniki zależą nie tylko od izolacyjności wypadkowej
ściany z oknem oraz nawiewnika ale również od powierzchni ściany. Im większa powierzchnia ściany
tym wpływ nawiewnika na dźwiękoizolacyjność wypadkową przegrody zewnętrznej jest mniejszy.
Izolacyjność wypadkową RA,2,R części pełnej przegrody z oknem przyjęto o wartościach: 35, 40 i 45
dB. Na podstawie rysunku 5.a. stwierdzić należy, że dla nawiewników o niskiej izolacyjności (np.
Dn,e,A,2,R = 30 dB) nieuzasadnione jest wykonywanie pozostałej części przegrody (w tym również okna)
o wysokich parametrach dźwiękoizolacyjnych. Wypadkowa izolacyjność akustyczna przegrody
zewnętrznej uwzględniająca wykonanie nawiewnika, niezależnie od parametrów akustycznych części
pełnej dla takiego przypadku nie przekracza 28 dB. Inaczej jest w przypadku zastosowania nawiewnika
o wysokiej izolacyjności (Dn,e,A,2,R = 46 dB). Dla takich rozwiązań uzasadnione jest stosowanie ściany
i okna o bardzo dobrych parametrach (np. RA,2,R, = 45 dB). Trzeba mieć przy tym świadomość, że wypadkowa dźwiękoizolacyjność ściany nie osiągnie wówczas i tak wartości wskaźnika RA,2,R,wyp = 45 dB,
a jedynie jak można odczytać z wykresu 5.a ok. 42 dB. Przy tej okazji należy przypomnieć, że wymagania dotyczące większości pomieszczeń użytkowych zawarte w normie [4] wyraźnie mówią o konieczności wykonywania ściany zewnętrznej jako charakteryzującej się parametrami dźwiękoizolacyjnymi
wyrażonymi wartością wypadkowej izolacyjności i wskaźnikiem R’A,2,R , o wartości nie mniejszej niż
30 dB. Dla rozpatrywanego przypadku przedstawionego na rys. 5.a. można określić że powyższe
wymaganie można osiągnąć poprzez zastosowanie:

nawiewnika Dn,e,A,2,R = 32 dB i ściany z oknem RA,2,R, = 40 dB,
nawiewnika Dn,e,A,2,R = 34 dB i ściany z oknem RA,2,R, = 35 dB (np. RA,2,R,okna = 30 dB i RA,2,R,ściany = 48 dB).
Należy oczywiście dążyć do optymalizacji doboru elementów przegrody z punktu widzenia ekonomii. Praktyka wskazuje, że w przypadku ściany zewnętrznej z oknem i nawiewnikiem „najtańszym” wariantem jest dobór nawiewnika o maksymalnie wysokich parametrach dźwiękoizolacyjnych, co umożliwia dobór okna o niższych parametrach dźwiękoizolacyjnych. W przypadku zastosowania 2 sztuk nawiewników w pomieszczeniu o wymiarach jak w przykładzie, wypadkowa izolacyjność akustyczna przegrody będzie niższa w stosunku do ściany z jednym nawiewnikiem nawet o 3 dB. Liczba nawiewników w szczególności będzie rzutowała na izolacyjność ściany w przypadku zastosowania nawiewników o niskich parametrach akustycznych.

Rys. 5. Wypadkowa izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej, wyrażona wskaźnikiem RA,2,R
w zależności od izolacyjności akustycznej wypadkowej ściany z oknem (bez nawiewnika) i dźwiękoizolacyjności nawiewnika Dn,e,A,2,R w zakresie od 30 do 46 dB. Przyjęto liczbę
nawiewników: a) 1 szt., b) 2 szt. Przegroda zewnętrzna o sumarycznej powierzchni 7,50 m2 z oknem
o powierzchni 2,25 m2.

Wpływ ocieplenia na izolacyjność akustyczną ściany zewnętrznej
Najpopularniejszym sposobem zwiększenia izolacyjności termicznej jest niewątpliwie system ETICS
(External Thermal Insulation Composite System) dawniej występującego pod nazwą BSO (Bezspoinowy System Ocieplenia). Stosunkowo dobrze rozpoznana jest obecnie kwestia wpływu ETICS na izolacyjność akustyczną przegrody bazowej. Poniżej przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych dotyczących tego zagadnienia.
W tablicy 4 pokazano wyniki badań laboratoryjnych poprawy izolacyjności akustycznej właściwej
w odniesieniu do ścian bazowych wykonanych
z betonu komórkowego, ceramiki drążonej oraz
bloczków silikatowych. Zarówno w przypadku izolacji termicznej w postaci styropianu jak i wełny
lamelowej obserwuje się znaczący spadek izolacyjności akustycznej. Spadek ten jest tym większy im
wyższa jest masa powierzchniowa ściany bazowej. Z punktu widzenia wymagań akustycznych stawianych przegrodzie zewnętrznej szczególnie istotne są wyniki pomiarów uzyskane dla wskaźnika oceny izolacyjności akustycznej właściwej ΔRA2 . Na podstawie wyników przedstawionych w tablicy
4 można stwierdzić że przyjmuje on wartości od -2 dB -4 dB. Alternatywą dla systemu etics mogą
być inne rozwiązania pokazane poniżej na rys. 6. W przeciwieństwie do systemu ETICS nie powodują
one obniżenia izolacyjności akustycznej właściwej a wręcz przeciwnie. Ich zastosowanie gwarantuje
znaczący wzrost izolacyjności akustycznej ściany z izolacją termiczną w stosunku do ściany bazowej.
Na fot. 4 i fot. 5 pokazano widok próbek w/w ścian zamontowanych w otwór badawczy sprzężonych
komór pogłosowych znajdujących się na Wydziale Budownictwa Politechniki Śląskiej, służących do badania izolacyjności akustycznej właściwej. W tablicy 5 pokazano wyniki badań izolacyjności akustycznej
dla ściany z izolacją „tradycyjną” oraz izolacją wykonaną w technologii lekkiej suchej.
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzić należy, że odnotowano wzrost wartości wskaźnika
ΔRA2 o 15 dB dla izolacji systemowej i aż o 22 dB dla ściany „tradycyjnej”. Oczywistą wadą powyższych
systemów w stosunku do systemu ETICS jest ich cena, jednak dla sytuacji w których konieczne jest uzyskanie wysokiej izolacyjności przegrody zewnętrznej stanowią alternatywę dla konieczności stosowania jako ściany bazowej ciężkich materiałów typu: żelbet o znacznej grubości.

Podsumowanie
W artykule przedstawiono wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w kontekście ścian
z ceramiki budowlanej. Ze względu na obszerność tematu, oczywistym jest, że artykuł nie wyczerpują zagadnień zawartych w jego temacie. Celem autora było zwrócenie uwagi na najbardziej istotne kwestie związane z izolacyjnością akustyczna ścian i wskazanie właściwych rozwiązań i działań koniecznych do podjęcia w trakcie projektowania i realizacji budynków.

Rys. 6. Przekrój przez ścianę zewnętrzną z izolacją termiczną: a) ściana „tradycyjna” warstwowa z pustką
powietrzną, b) ściana z ociepleniem w technologii lekkiej suchej [14] (izolacja termiczna oraz warstwa licowa
mocowane za pomocą rusztu aluminiowego).

Fot. 4. Ściana bazowa z warstwami izolacyjną i elewacyjną w układzie „tradycyjnym” zamontowana w otwór
badawczy komór sprzężonych Laboratorium Akustycznego, Wydziału Budownictwa Politechniki Śląskiej.

Fot. 5. Ściana bazowa z izolacją systemową BSP Bracket System Polska, zamontowana w otwór badawczy
komór sprzężonych Laboratorium Akustycznego, Wydziału Budownictwa Politechniki Śląskiej.

Tab. 5. Wpływ izolacji termicznej i warstwy licowej na izolacyjność akustyczną właściwą przegród
na podst. badań Katedry Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli, Wydziału Budownictwa Pol.
Śl. [13].

Bibliografia
[1] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane [Dz. U. Nr 89, poz. 414] ze zmianami.
[2] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011
r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/ EWG.
[3] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie [Dz. U. Nr 75, poz. 690] ze zmianami.
[4] PN-B-02151-3:2015-10 Akustyka budowlana -– Ochrona przed hałasem w budynkach -–
Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych.
[5] PN-B-02151-02:1987 Akustyka budowlana -– Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach -– Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w pomieszczeniach.
[6] PN-B-02151-2:2018-01 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 2: Wymagania dotyczące dopuszczalnego poziomu dźwięku w pomieszczeniach.
[7] PN-EN 12354-1:2002 Akustyka budowlana. Określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Izolacyjność od dźwięków powietrznych pomiędzy pomieszczeniami.
[8] PN-EN 12354-2:2002 Akustyka Budowlana – określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Izolacyjność od dźwięków uderzeniowych
między pomieszczeniami.
[9] Szudrowicz B.: Metody obliczania izolacyjności akustycznej między pomieszczeniami w budynku według PN-EN 12354-1:2002 i PN-EN 12354-2:2002. Instrukcje, wytyczne, poradniki, nr 406. Warszawa 2005.
[10] Rasmussen B.: „Concept for evaluation of sound insulation of dwellings – from chaos to consensus. Forum acusticum 2005.
[11] Szudrowicz B., Tomczyk P.: Właściwości dźwiękoizolacyjne ścian, dachów, okien i drzwi oraz nawiewników powietrza zewnętrznego. Instrukcje, wytyczne, poradniki, nr 448. Warszawa 2009.
[12] Szudrowicz B. Akustyka budowlana. Budownictwo ogólne tom 2 fizyka budowli Praca
zbiorowa pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Piotra Klemma. Arkady Warszawa 2005.
[13] Projekt własny „Prognozowanie właściwości termicznych i akustycznych zewnętrznych przegród budowlanych o złożonej strukturze” współfinansowany ze środków Narodowego Centrum
Badań i Rozwoju (nr 4308/B/T02/2009/36). Katedra Budownictwa Ogólnego i Fizyki Budowli,
Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska.
[14] Materiały techniczne BSP Bracket System Polska.

Baza Wiedzy