Wymagania normowe dotyczące  izolacyjności przegród zewnętrznych w tym dachów skośnych  wraz z przykładami obliczeń

W celu określenia wymagań dotyczących izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej wg normy PN-B-02151-3:2015-10 [6] nie ma możliwości skorzystania z tablicy w której widniałaby gotowa do odczytania wartość wskaźnika R’_A,2 tak jak miało to miejsce w arkuszu normy z roku 1999. Aktualnie wymaganie dotyczące dźwiękoizolacyjności przegrody zewnętrznej w postaci minimalnej wartości wskaźnika R’_A,2 musi zostać określone przez projektanta na podstawie obliczeń, indywidualnie dla każdego obiektu a nawet dla każdego pomieszczenia, jeżeli taka potrzeba zachodzi. W tym celu konieczne jest określenie szeregu elementów mających wpływ na te wymagania. 

Przedstawiono je poniżej. 

Wymaganą przybliżoną izolacyjność akustyczną wypadkową przegrody zewnętrznej dla przypadku, gdy w pomieszczeniu występuje tylko jedna przegroda zewnętrzna należy obliczać z wzoru (1). W przypadku określenia wymagań dla dachu skośnego zawsze mamy do czynienia z sytuacją, w której minimum 2 przegrody występują w pomieszczeniu, a mianowicie stropodach i co najmniej 1 ściana zewnętrzna. W takiej sytuacji zgodnie z PN-B-02151-3:2015-10 [6] sposób wykonania obliczeń zależny jest od tego czy miarodajny poziom hałasu na zewnątrz przegród jest jednakowy czy nie. Jeżeli mamy do czynienia z przypadkiem w którym poziom jest jednakowy obliczenia wykonuje się zgodnie z wzorem poniżej.

(1)

gdzie:
L_A,zew – miarodajny poziom hałasu na zewnątrz danej przegrody zewnętrznej, wartość zaokrąglona do pełnej liczby decybeli,
L_A,wew – poziom odniesienia do obliczania izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej w dB,
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 przyjęta ze względu na brak możliwości ścisłego określenia miarodajnego poziomu charakteryzującego hałas zewnętrzny, na który narażony będzie budynek w dłuższej perspektywie czasu.

(2)
 

gdzie:
V - objętość pomieszczenia, w m³,
T - przewidywany czas pogłosu w pomieszczeniu w oktawowym paśmie o częstotliwości f = 500 Hz w sekundach należy przyjmować równy wzorcowemu czasowi pogłosu T=0,5 s za wyjątkiem pomieszczeń dla których w PN-B-02151-4 [15] określono wymagania.

W przypadku kiedy na zewnątrz budynku występuje hałas, do oceny którego zgodnie z normą PN-EN ISO 717-1 [12] powinien być dobrany wskaźnik adaptacyjny C a nie C_t,r, zamiast wskaźnika R’_A,2 stosuje się wskaźnik R’_A,1.

Jeżeli mamy do czynienia z sytuacją, w której poziom hałasu zewnętrznego przy przegrodach jest różny norma [6] zaleca sposób następujący sposób postępowania. Należy wyznaczyć wymaganą izolacyjność od dźwięków powietrznych każdej z przegród zewnętrznych w pomieszczeniu jak dla przypadku, gdy pomieszczenie posiada tylko jedną przegrodę zewnętrzną. Następnie należy zwiększyć wartość wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej R’_A,2 o poprawkę 10lg(P) w dB, gdzie P oznacza liczbę przegród zewnętrznych w pomieszczeniu. Jeżeli w pomieszczeniu występują zarówno przegrody z oknami jak i bez okien to obliczenia poprawki wykonać można przy uwzględnieniu wyłącznie przegród z oknami pod warunkiem, że izolacyjność akustyczna przegród pełnych będzie zwiększona o wartość 7 dB (jeżeli pomieszczenie posiada jedną przegrodę pełną) lub o 10 dB (jeżeli pomieszczenie posiada więcej niż jedną przegrodę zewnętrzną pełną). Powyższy sposób postępowania prowadzi do stosowania wzoru poniżej.

(3)

gdzie:
P - liczba przegród zewnętrznych w pomieszczeniu,
lub
P - liczba przegród zewnętrznych z oknami w pomieszczeniu (wówczas izolacyjność przegród bez okien zwiększamy o 7 dB (w przypadku jednej przegrody bez okien ) lub o 10 dB (w przypadku większej liczby przegrody bez okien).
Niezależnie od wyniku obliczeń izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej nie może być mniejsza od wartości poniżej [5]:

• 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.

Poniżej przedstawiono przykłady obliczeniowe, których celem jest zilustrowanie w jaki sposób należy stosować metodykę obliczeniową przedstawioną powyżej. 

Informacje dotyczące określania miarodajnego poziomu hałasu na zewnętrz budynku, poziomu odniesienia i wypadkowej izolacyjności akustycznej właściwej znajdują się poniżej, natomiast przykłady obliczeniowe dotyczące tych zagadnień znajdują się w części ŚCIANY ZEWNĘTRZNE.    
 

Przykład nr 1
Określić wymagany wskaźnik oceny przybliżonej izolacyjność akustycznej R’_A,2 przegród zewnętrznych w pokoju narożnym znajdującym się na najwyższej kondygnacji budynku mieszkalnego wielorodzinnego (rys. 1). Przyjęto jednakowy miarodajny poziom hałasu na zewnątrz wszystkich przegród (sposób określenia L_A,zew przedstawiono poniżej):

• dla pory dnia L_A,zew,1 = L_A,zew,2 = L_A,zew,3 = 68 dB,
• dla pory nocy L_A,zew,1 = L_A,zew,2 = L_A,zew,3 = 62 dB.

Poziom odniesienia na podstawie tablicy 1 przyjęto równy (sposób określenia L_A,zew przedstawiono poniżej):

• dla pory dnia L_A,wew = 35 dB;
• dla pory nocy L_A,wew = 25 dB.

Ponieważ różnica pomiędzy L_A,zew a L_A,wew jest większa dla pory nocy dalsze obliczenia przeprowadzono wyłącznie dla pory nocy jako wariantu bardziej „wymagającego”.
 

Rys. 1 Widok budynku z zaznaczonymi ścianami i dachem skośnym (stropodachem) dla których należy wyznaczyć wymagania dotyczące przybliżonej izolacyjności akustycznej wypadkowej.

Dane:
L_A,zew,1 = L_A,zew,2 = L_A,zew,3 = 62 dB,
L_A,wew = 25 dB,
Wymiary „w świetle pomieszczenia”:
a = 5,00 m,
b = 6,00 m,
h1 = 2,60 m,
h2 = 5,49 m.
Kąt nachylenia połaci dachowej α = 30°.

Obliczono kubaturę pomieszczenia:

Z wzoru (2) Obliczono chłonność akustyczną pomieszczenia:

Obliczono powierzchnie przegród zewnętrznych:

Obliczono wymaganą przybliżoną izolacyjność akustyczną wypadkową przegród zewnętrznych z wzoru (1):

Odp. Wymagana minimalna wartość wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjność akustycznej R’_A,2 przegród zewnętrznych w pomieszczeniu narożnym znajdującym się na najwyższej kondygnacji wynosi 43 dB.

UWAGA!

Uzyskany wynik należy traktować jako wartość minimalną wypadkowej dźwiękoizolacyjności dla wszystkich 3 przegród zewnętrznych. Kolejnym etapem jest dobranie metodą iteracji za pomocą wzoru (7) parametrów dźwiękoizolacyjnych dla każdej z dwóch ścian zewnętrznych, stropodachu i elementów budowlanych (okna w ścianie, okno połaciowe, nawiewniki) tak aby osiągnąć obliczone minimum w postaci wskaźnika 
R’_A,2 = 43 dB.
 

Przykład nr 2

Określić wymagany wskaźnik oceny przybliżonej izolacyjność akustycznej R’_A,2 przegród zewnętrznych w pokoju narożnym jak dla przykładu 1 z tą różnicą, że miarodajny poziom hałasu na zewnątrz budynku różny jest w sąsiedztwie każdej z przegród: L_A,zew,1 ≠ L_A,zew,2 ≠ L_A,zew,3. Dla uproszczenia założono, że analogicznie do przykładu 1 porą domy bardziej „wymagającą” jest pora nocy.

Dane:
Miarodajny poziom hałasu na zewnątrz budynku dla pory nocy
L_A,zew,1 = 62 dB,
L_A,zew,2 = 57 dB,
L_A,zew,3 = 55 dB.

Sposób 1
Liczba przegród zewnętrznych w pomieszczeniu: P=3.
Obliczono wymaganą przybliżoną izolacyjność akustyczną wypadkową dla przegród zewnętrznych nr 1, 2 i 3 z wzoru (3):

Odp. Wymagana minimalna wartość wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjność akustycznej R’_A,2 przegród zewnętrznych w pomieszczeniu narożnym znajdującym się na najwyższej kondygnacji wynosi odpowiednio: 1) 41,9 dB, 2) 35,8 dB i 3) 37,3 dB. Wartości należy zaokrąglić do jedności: 1) 42 dB, 2) 36 dB i 3) 37 dB.

UWAGA!

Należy pamiętać, że niezależnie od wyniku obliczeń izolacyjność akustyczna przegrody zewnętrznej nie może być mniejsza od 30 dB [5].

UWAGA!

Podane wartości liczbowe hałasu zewnętrznego są przykładowe i w żadnym wypadku nie można ich traktować jako reprezentatywnych dla rzeczywistych sytuacji projektowych.

Sposób 2
Liczba przegród zewnętrznych z oknami: P = 2.
Obliczono wymaganą przybliżoną izolacyjność akustyczną wypadkową dla przegród zewnętrznych nr 1, 2 i 3 z wzoru (3):

Odp. Wymagana minimalna wartość wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjność akustycznej R’_A,2 przegród zewnętrznych w pomieszczeniu narożnym znajdującym się na najwyższej kondygnacji wynosi odpowiednio: 1) 40,2 dB, 3) 34,0 dB, natomiast wartość wskaźnika R’_A,2 przegrody nr 2 bez okien należy zwiększyć o 10 dB [5]. W związku z powyższym otrzymano: 2) 44,0 dB. Wartości należy zaokrąglić do jedności: 1) 40 dB, 2) 44 dB i 3) 34 dB.
 

Konkluzja!

Na podstawie porównania wyników uzyskanych sposobem 1 i 2 należy stwierdzić, że w przypadku przegród z oknami sposób 2 daje możliwość obniżenia wymagań w stosunku do ściany z oknem a co za tym idzie daje możliwość zastosowania okien o „gorszych” parametrach dźwiękoizolacyjnych (tańszych).

Jeżeli mamy do czynienia z sytuacją, w której poziom hałasu zewnętrznego przy przegrodach jest różny możliwe jest stosowanie alternatywnego w stosunku do propozycji normowej sposobu określenia wymagań dla przegród zewnętrznych. Sposobem tym jest przyjęcie metodą iteracji izolacyjności akustycznej każdej z przegród. Wykorzystać do tego celu należy wzór (4) na poziom hałasu wewnątrz pomieszczenia związany z transmisją energii akustycznej przez pojedynczą przegrodę i kontrolując jednocześnie wartość poziomu hałasu w pomieszczeniu pochodzącego od wszystkich przegród wg wzoru (5) tak aby nie przekroczyć wartości odniesienia L_A,wew.

(4)

gdzie:
i – kolejna przegroda zewnętrzna w pomieszczeniu.
Wpływ wszystkich przegród na poziom hałasu wewnątrz pomieszczenia obliczamy stosując „sumowanie logarytmiczne”:

(5)

gdzie:
i – kolejna przegroda zewnętrzna w pomieszczeniu.
Obliczona w ten sposób wartość L_Aeq,wew nie może być większa od wartości poziomu odniesienia podanego w tablicy 1 dla konkretnego przypadku pomieszczenia.

Przykład nr 3
Określić wartość poziomu hałasu wewnątrz pomieszczenia LAeq,wew dla danych z przykładu 2 przyjmując parametry dźwiękoizolacyjne przegród 1÷3 jak w wyniku obliczeń sposobem 1.
Obliczono poziom hałasu wewnątrz pomieszczenia związany z transmisji energii akustycznej przez pojedynczą przegrodę i nr 1, 2 i 3 z wzoru (4):
 

Obliczono poziom hałasu wewnątrz pomieszczenia przy uwzględnieniu transmisji energii akustycznej przez wszystkie przegrody łącznie stosując „sumowanie logarytmiczne” z wzoru (5):

Odp. Dla danych z przykładu 2 oraz przyjmując parametry dźwiękoizolacyjne przegród 1÷3 jak w wyniku obliczeń sposobem 1, otrzymano wartość poziomu hałasu wewnątrz pomieszczenia L_Aeq,wew.=25 dB. A więc równą założonemu poziomowi odniesienia L_A,wew. 

Przykład nr 4
Określić wartość poziomu hałasu wewnątrz pomieszczenia L_Aeq,wew dla danych z przykładu 2 przyjmując parametry dźwiękoizolacyjne przegród 1÷3 jak w wyniku obliczeń sposobem 2.
Obliczono poziom hałasu wewnątrz pomieszczenia związany z transmisji energii akustycznej przez każdą z pojedynczych przegród nr 1, 2 i 3 z wzoru (4):

Obliczono poziom hałasu wewnątrz pomieszczenia przy uwzględnieniu transmisji energii akustycznej przez wszystkie przegrody łącznie stosując „sumowanie logarytmiczne” z wzoru (5):

Odp. Dla danych z przykładu 2 oraz przyjmując parametry dźwiękoizolacyjne przegród 1÷3 jak w wyniku obliczeń sposobem 2, otrzymano wartość poziomu hałasu wewnątrz pomieszczenia L_Aeq,wew.=25,2 dB. A więc przekraczającą założony poziom odniesienia L_A,wew zaledwie o 0,2 dB.

Konkluzja!

Na podstawie porównania wyników obliczeń poziomu hałasu wewnątrz pomieszczenia uzyskanych sposobem 1 i 2 należy stwierdzić, że w przypadku pomieszczenia narożnego i dwóch przegród z oknami, sposób 2 daje wartości wskaźników izolacyjności akustycznej, których przyjęcie skutkuje niewielkim bo zaledwie 0,2 dB przekroczeniem założonego poziomu odniesienia wewnątrz pomieszczenia. W przypadku przyjęcia parametrów dźwiękoizolacyjnych przegród wyznaczonych sposobem 1 uzyskany poziom odniesienia będzie dokładnie równy założonemu L_Aeq,wew.=25 dB natomiast okupione jest to koniecznością przyjęcia stolarki okiennej o wyższym wskaźniku dźwiękoizolacyjności (izolacyjność akustyczna wypadkowa ściany z oknem wyższa o ok. 2 dB). Dla innych sytuacji różniących się liczbą przegród zewnętrznych w pomieszczeniu lub liczbą przegród zewnętrznych z oknami sytuacja wymaga oddzielnej analizy.

Poniżej wyjaśniono jak określić parametry niezbędne do wykonania obliczeń wg wzoru (1).