Izolacyjność akustyczna

Sposób podejścia do zagadnienia izolacyjności akustycznej odpowiada podziałowi dotyczącemu rodzaju dźwięku. Zgodnie z powyższym zagadnienia dotyczące izolacyjności akustycznej można podzielić na dwie grupy [6]: 

• izolacyjność od dźwięków powietrznych - odporność przegrody na przenoszenie dźwięków powietrznych, wyrażaną najczęściej za pomocą wskaźników R_A,1,R, R_’A,1, _DnT,A1, R_’A,2, D_nT,A2,
• izolacyjność od dźwięków uderzeniowych - odporność przegrody na przenoszenie dźwięków uderzeniowych, wyrażaną najczęściej za pomocą wskaźników L_n,w,R, L’_n,w.

W sposób schematyczny podział ten przedstawiono na poniższym  rysunku:

Rys.1. Schematyczne przedstawienie podziału stosowanego przy analizie izolacyjności akustycznej przegród w budynku z punktu widzenia wymagań normowych [6].

W przypadku stropów z podłogą, stawiane im wymagania dźwiękoizolacyjności w zakresie dźwięków powietrznych najczęściej wyrażone są wartością wskaźnika R_A,1, R’_A,1. lub D_nT,A,1. W wyjątkowych sytuacjach, kiedy w pomieszczeniu po drugiej stronie przegrody występuje hałas niskoczęstotliwościowy odpowiadający widmu nr 2 [12]  należy przyjąć do oceny wskaźnik R_A,2, R’_A,2  lub D_nT,A,2. Przypadek taki może dotyczyć przykładowej sytuacji kiedy mamy do czynienia z koniecznością oddzielenia się od pomieszczenia technicznego w którym będzie znajdować się źródło dźwięku o charakterystyce widmowej hałasu wskazującej na istotny udział niskich częstotliwości. W standardowej sytuacji kiedy mamy do czynienia z hałasem bytowym w postaci rozmów, zabawy dzieci, muzyki odtwarzanej z odbiorników radiowych i telewizyjnych wystarczającym jest odniesienie się do wskaźników obliczonych przy wykorzystaniu widma nr 1. Należy pamiętać, że decyzja o przyjęciu kryterium oceny stropu wg wskaźnika obliczonego przy wykorzystaniu widma nr 2 wiąże się z postawieniem zdecydowanie wyższych wymagań projektowanemu stropowi niż ma to miejsce w przypadku widma nr 1. W przypadku dźwięków uderzeniowych wymagania dotyczą wskaźnika L_n,w,R i L’_n,w.

Na potrzeby projektowania parametry dźwiękoizolacyjne przegród zaleca się przyjmować na podstawie badań laboratoryjnych ich wzorca. W przypadku braku danych pomiarowych, konieczne jest określenie dźwiękoizolacyjności na podstawie obliczeń.

Dla dźwięków powietrznych i przegród jednorodnych wykonanych z żelbetu dopuszcza się korzystanie z wzorów empirycznych „prawa masy” [7], [10], [13],  . Wzory te pozwalają na określenie jednoliczbowych wskaźników R_w, R_A,1,R i R_A,2,R z zadowalającą dokładnością. Poniżej podano wzory zaczerpnięte z normy [7]. 

(1)

gdzie:
m’– masa powierzchniowa stropu, w kg/m2.

Wartości wskaźnika widmowego należy przyjmować jak niżej:

(2)

(3)

przy czym – 7 ≤ C_t,r ≤ -1 dB                              

gdzie:
m’₀ – masa powierzchniowa stropu, stosowana jako wartość odniesienia, 1 kg/m²

W przypadku dźwięków uderzeniowych oraz stropów „jednorodnych” i „częściowo jednorodnych” w rozumieniu normy [8]  dopuszcza się korzystanie odpowiednio z wzoru (4) i (5). Wzory te pozwalają na oszacowanie wartości równoważnego wskaźnika ważonego poziomu uderzeniowego znormalizowanego L_n,eq,0,w. Na rys. 1 przedstawiono rodzaje stropów, które zgodnie z PN-EN 12354-2:2002 [8]  zachowują się jak „konstrukcje jednorodne” i możliwe jest określenie wartości wskaźnika L_n,eq,0,w. za pomocą wzoru (4). Wzór można stosować dla stropów o masie powierzchniowej m’ z zakresu 100 ÷ 600 kg/m².

(4)

Rys. 1. Konstrukcja stropów „jednorodnych” wg PN-EN 12354-2:2017-10 [8].

Na rys. 2 przedstawiono rodzaje stropów, które zgodnie z PN-EN 12354-2:2002 [8]  zachowują się jak „konstrukcje częściowo jednorodne” i możliwe jest określenie wartości wskaźnika L_n,eq,0,w. za pomocą wzoru (5). Wzór można stosować dla stropów o masie powierzchniowej m’ z zakresu 270 ÷ 360 kg/m², oraz lekką warstwą wylewki o grubości od 50 do 100 mm i gęstości 500 ÷800 kg/m³.

Rys. 2. Konstrukcja stropów „częściowo jednorodnych” wg PN-EN 12354-2:2017-10 [8].

(5)

W przypadku stropów gęstożebrowych bez warstwy lekkiej wylewki istnieje również możliwość wykonania obliczeń wg wzoru (6) z normy [10].  Porównanie wyników obliczeń z wynikami pomiarów laboratoryjnych dla wybranych stropów gęstożebrowych skłania jednak do wniosku, że lepsze dopasowanie w stosunku do wartości pomiarowych uzyskuje się przy wykorzystaniu modelu wg PN –EN 12354-1 [8]  i wzoru (5). Obliczenia wykonane wg wzoru (6) prowadzą do wyników „gorszych” nawet o 10 dB w stosunku do wartości uzyskanych w badaniach laboratoryjnych [14].  Z drugiej strony z punktu widzenia projektanta daje to możliwość uzyskania znaczącej rezerwy izolacyjności od dźwięków uderzeniowych.

(6)

gdzie:
M_R     – masa powierzchniowa stropu w kg/m²,
M_ep     – równoważna masa stropu w kg/m².

M_r i M_ep obliczamy jak niżej.

(7)

dla pustaków betonowych lub ceramicznych             

   (8)

dla pustaków z tworzyw sztucznych        

  (9)

gdzie:
h     – wysokość pustaka (bloku) w cm,
H    – całkowita wysokość stropu w cm (H = ht).