Aktualne wydanie

Okladka SS-05-2018

20180123-BANNER-160X600-V3-PL FENSTERBAUEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

RODO baner1

 aby móc przekazywać Ci informacje o nowych wyrobach, technologiach i wydarzeniach

 

 

z branży szklarskiej, okiennej i fasadowej

 

 

zgodnie z nowymi przepisami o ochronie danych osobowych RODO - WIĘCEJ INFORMACJI

 

swiat szkla 750x100 2

  

 480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

sacroexpo 468x60 

Izolacyjność akustyczna lekkich ścian osłonowych słupowo-ryglowych - wymagania, metody badań
Data dodania: 20.06.12

Ściany zewnętrzne muszą zapewniać odpowiednią do danego rozpatrywanego przypadku ochronę pomieszczeń przed przenikaniem hałasu zewnętrznego.

Wymagania akustyczne w stosunku do izolacyjności akustycznej ściany nie są zatem zależne od konstrukcji ściany a jedynie od warunków akustycznych, w jakich zlokalizowany jest budynek oraz od wymaganego komfortu akustycznego pomieszczenia wynikającego z przeznaczenia tego pomieszczenia.

 

Usytuowanie właściwości akustycznych ścian osłonowych w normalizacji
Specyfika lekkich ścian osłonowych o konstrukcji słupowo-ryglowej dotyczy natomiast metod oznaczania ich izolacyjności akustycznej, które oparte są przede wszystkim na badaniach – w warunkach laboratoryjnych – wzorców fragmentów tych ścian.

 

Bardzo duża liczba czynników wpływających na izolacyjność akustyczną ścian, powoduje niejednokrotnie konieczność przyjęcia stosunkowo rozbudowanych programów badawczych.

 

Izolacyjność akustyczna ścian osłonowych ujęta jest w dwóch grupach norm: w normach odnoszących się do ściany osłonowej jako wyrobu oraz do ścian zewnętrznych w budynku.

 

W pierwszej grupie norm wiodącą rolę ma norma zharmonizowana PN-EN 13830:2005 Ściany osłonowe. Norma wyrobu.. Norma ta w grupie wymaganych właściwości użytkowych wymienia między innymi izolacyjność akustyczną – zastrzegając, że dotyczy to tylko tych przypadków, w których parametr ten jest wymagany.

 

Norma nie podaje wymagań w stosunku do właściwości akustycznych ścian osłonowych, ponieważ wymagania te zależą od przeznaczenia budynku, w którym ściana ma być  zastosowana oraz od warunków akustycznych panujących w otoczeniu tego budynku. Norma podaje natomiast, jakimi parametrami powinna być określana izolacyjność akustyczna ściany osłonowej oraz jakie należy stosować metody do wyznaczania tych parametrów. Podstawową metodą określenia izolacyjności akustycznej ściany osłonowej jako wyrobu jest pomiar wzorca ściany, przeprowadzony w warunkach laboratoryjnych.

 

Norma zharmonizowana przywołuje normę pomiarową EN ISO 140-3, wg której wyznacza się izolacyjność akustyczną ściany w poszczególnych pasmach częstotliwości dźwięku oraz normę EN ISO 717-1 określającą metodę wyznaczania jednoliczbowych wskaźników izolacyjności akustycznej ściany na podstawie wyników pomiarów. Obie metody – pomiaru i wyznaczania wskaźników – są uniwersalne i dotyczą izolacyjności od dźwięków powietrznych wszystkich rodzajów przegród, bez względu na ich konstrukcję.

 

Zapis w normie PN-EN 13830:2005 wskazuje, że badania akustyczne powinny odnosić się do ściany przeznaczonej do zastosowania w konkretnym obiekcie. Wynika to z zamieszczonego w normie przykładu informacji o oznakowaniu CE. Odniesienie, przy oznakowaniu CE, parametrów akustycznych ściany osłonowej do konkretnego obiektu wskazuje, że norma zharmonizowana w pośredni sposób powiązana jest z wymaganą izolacyjnością akustyczną ściany w tym obiekcie.

 

W polskiej normalizacji istnieją normy, które są odpowiednikami norm przywołanych w normie zharmonizowanej.


Są to:
- PN-EN 20140-3:1999 – Pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Pomiary laboratoryjne izolacyjności akustycznej elementów budowlanych (obecnie zastąpiona normą PN-EN ISO 10140-2:2011)
- PN-EN ISO 717-1:1999 – Akustyka – ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Izolacyjność od dźwięków powietrznych

 

W drugiej grupie norm odnoszących się do ścian zewnętrznych w budynku (a więc i do ściany osłonowej) mamy normę krajową określającą wymaganą  izolacyjność akustyczną ścian zewnętrznych oraz normy PN-EN określające metody pomiaru izolacyjności ściany zewnętrznej „in situ”. Warto podkreślić, że poziom wymagań akustycznych został w przepisach europejskich pozostawiony do decyzji poszczególnych państw, natomiast parametry, jakimi określa się izolacyjność akustyczną oraz metody pomiaru tej izolacyjności w warunkach laboratoryjnych i terenowych są domeną norm europejskich EN, a właściwie norm międzynarodowych EN-ISO.

 

Wymagania w stosunku do izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej podane są w normie krajowej PN-B-02151-3:1999 Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach – Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania.

 

Rys. 1. Przykłady charakterystyk izolacyjności akustycznej właściwej przegrody budowlanej (wynik pomiaru przeprowadzonego w warunkach laboratoryjnych)

 

Metody pomiaru izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych w budynku (a więc i ścian osłonowych) podane są w normach
- PN-EN 20140-5:1999 – Pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych ściany zewnętrznej i jej elementów;
- PN-EN ISO 10052:2007 – Akustyka – pomiary terenowe izolacyjności od dźwięków powietrznych i uderzeniowych oraz hałasu od urządzeń wyposażenia technicznego. Metoda uproszczona

 

 

Z przedstawionego zestawienia wynika, że poza normą zharmonizowaną PN-EN 13830:2005 wszystkie pozostałe normy mają charakter ogólny i dotyczą izolacyjności akustycznej przegród budowlanych bez względu na ich konstrukcję.

 

Stosowane w Polsce normy pomiarowe, zarówno odnoszące się do badań laboratoryjnych, jak i terenowych oraz norma określająca metody obliczania jednoliczbowych wskaźników izolacyjności akustycznej, są normami PN-EN lub PN-EN ISO, co zapewnia porównywalność wyników badań przeprowadzonych w Polsce i w innych państwach europejskich.

 

Wskaźniki stosowane do określania izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych (w tym ścian osłonowych o konstrukcji słupowo-ryglowej)
Rodzaj stosowanych wskaźników do oceny izolacyjności akustycznej przegród budowlanych jest znany w Polsce od 1999 r., tj. od ustanowienia normy PN-EN ISO 717-1:1999 oraz normy PN-B-02151-3:1999. Powinno się zatem przyjąć, że są to zagadnienia ogólnie znane.

 

Jednak, jak wykazuje praktyka i liczne kontakty Zakładu Akustyki ITB z projektantami budynków oraz producentami i wykonawcami ścian osłonowych, przy formułowaniu wymagań akustycznych w stosunku do izolacyjności akustycznej ścian osłonowych popełnianych jest wiele błędów.

 

Uznano więc, że warto w niniejszym artykule przypomnieć podstawowe zasady oceny izolacyjności akustycznej ścian osłonowych za pomocą jednoliczbowych wskaźników, zwłaszcza, że nie jest to jeden rodzaj wskaźnika, a wybór właściwego wskaźnika do danego obiektu zależy od rodzaju hałasu zewnętrznego występującego w otoczeniu budynku.

 

Izolacyjność akustyczną przegród budowlanych określa się w poszczególnych, kolejnych 1/3 oktawowych pasmach częstotliwości, w przedziale minimum 100-3150. Wynikiem badania jest więc minimum 16 wartości. Badania uproszczone można przeprowadzić w pasmach oktawowych w przedziale 125-2000 Hz, co prowadzi do uzyskania 5 wartości izolacyjności akustycznej danej ściany.

 

Najczęściej jednak stosuje się badania w pasmach 1/3 oktawowych. Przykład wyniku pomiaru podano na rys 1. Operowanie zbiorem danych przy formułowaniu wymagań akustycznych a także przy ocenie izolacyjności akustycznej konkretnych rozwiązań byłoby bardzo uciążliwe (nawet w przypadku ograniczenia liczebności zbioru do 5 danych w pasmach oktawowych).

 

Z tego względu stosuje się wskaźniki jednoliczbowe wyznaczane na podstawie zbioru wartości izolacyjności akustycznej (potocznie określanego charakterystyką izolacyjności akustycznej w funkcji częstotliwości R(f )). Pierwszym takim wskaźnikiem był tzw. wskaźnik ważony izolacyjności akustycznej  właściwej Rw, stosowany w Polsce do 1999 r.

 

Metoda  obliczania tego wskaźnika ujęta jest w normie EN ISO 717-1. Liczne badania wykazały, że wartość tego wskaźnika nie jest proporcjonalna do subiektywnej oceny zmniejszenia poziomu hałasu przenikającego przez daną ścianę.

 

Subiektywna ocena izolacyjności akustycznej ściany (zarówno wewnętrznej jak i zewnętrznej) o danej charakterystyce R w funkcji częstotliwości zależna jest od widma hałasu, przed którym ściana ma chronić dane pomieszczenie.

 

W związku z tym w 1995 r. zostały wprowadzone normą EN-ISO 717-1 dwa dodatkowe widmowe wskaźniki adaptacyjne C i Ctr, których zadaniem jest zbliżenie obiektywnej oceny izolacyjności akustycznej przegrody do oceny subiektywnej, przy uwzględnieniu widma hałasu, pod którego działaniem znajduje się dana przegroda.

 

Wskaźnik C jest dostosowany do hałasów o średnich i wysokich częstotliwościach (np. hałas zewnętrzny przy drogach szybkiego ruchu, hałas lotniczy w pobliżu lotnisk, hałas wewnętrzny tzw. bytowy), wskaźnik adaptacyjny Ctr dostosowany jest do hałasów niskoczęstotliwościowych (np. hałas drogowy w mieście).

 

Zgodnie z normą zharmonizowaną izolacyjność akustyczną ściany osłonowej określa się za pomocą 3 wskaźników podawanych łącznie w postaci:

Rw(C, Ctr), dB        (1)


Ten zapis wskaźników jest uniwersalny i dotyczy wszystkich przegród budowlanych bez względu na ich konstrukcję i przeznaczenie.

 

Rys. 2. Przykłady próbek ścian osłonowych zmontowanych na stanowisku badawczym Akredytowanego Laboratorium Akustycznego ITB – badania rozwiązań systemowych (fot.: Zakład Akustyki ITB)

 

 W Polsce zasady obliczania wskaźników Rw(C, Ctr) zostały ujęte w normie PN-EN ISO 717-1:1999. Zapis izolacyjności akustycznej (wg [1]) nie jest możliwy do bezpośredniego wykorzystania. Ocenę izolacyjności akustycznej przegrody opiera się więc na sumie wskaźnika ważonego Rw i odpowiedniego wskaźnika adaptacyjnego C lub Ctr przyjmowanego w zależności od widma hałasu, na którego działanie narażona jest dana ściana.. W wielu państwach europejskich przy formułowaniu wymagań i przy ocenie izolacyjności akustycznej konkretnych rozwiązań przegrody operuje się zapisem sumy Rw+C lub Rw+Ctr.

 

Tablica 1. Przykłady wymaganej izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych (wg normy PN-B-02151-3:1999)

 

 

W Polsce zapis ten uproszczono przyjmując zależności:

RA1 = Rw+C, dB               (2)

RA2 = Rw+Ctr, dB            (3)

 

i określając wskaźniki RA1 i RA2 jako wskaźniki oceny izolacyjności akustycznej właściwej (w odróżnieniu do wskaźnika ważonego Rw).

 

Biorąc pod uwagę przypisanie wskaźników C i Ctr odpowiednim rodzajom hałasów, jako wskaźnik podstawowy do formułowania wymagań w stosunku do izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych (bez względu na ich konstrukcję) przyjmuje się wskaźnik RA2, zaś wskaźnik RA1 traktuje się jako uzupełniający.

 

Zasada ta podana jest w normie PN B-02151-3:1999, która odwołuje się także do normy PN-EN ISO 717-1:1999, gdzie podane są szczegółowe  przypadki, w jakich należy stosować adaptacyjne wskaźniki C lub Ctr, a w konsekwencji wskaźniki oceny izolacyjności akustycznej właściwej RA1 lub RA2.

 

Wartości wskaźników adaptacyjnych są ujemne, przy czym wskaźnik Ctr ma większą wartość bezwzględną niż C (w przypadku ścian masywnych mamy niekiedy C = 0 dB, w przypadku ścian słupowo-ryglowych taki przypadek nie występuje).

 

Oznacza to więc, że

RA1< RW; RA2< RW; RA2< RA1                    (4)

 

W przypadku ścian osłonowych wskaźnik adaptacyjny C wynosi zazwyczaj od -4 do -1 dB, zaś wskaźnik Ctr od nawet -8 dB do -5 dB.

 

Tak więc wartość wskaźników oceny izolacyjności akustycznej ścian osłonowych RA2 i RA1 jest znacząco mniejsza od wartości wskaźnika ważonego RW.

 

Podanie wymaganej izolacyjności akustycznej lub określenie izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej w postaci liczby decybeli bez sprecyzowania wskaźnika, jakiego ta liczba dotyczy jest bardzo poważnym błędem.

 

Wymagana izolacyjność akustyczna
Wymagania normowe
Jak zaznaczono na wstępie wymagana izolacyjność akustyczna ściany zewnętrznej jest niezależna od konstrukcji ściany. Zależy jedynie od poziomu hałasu występującego przy danej elewacji budynku oraz od przeznaczenia budynku i poszczególnych pomieszczeń w budynku.

 

Wymagania ujęte są w normie PN-B-02151-3:1999 i podawane są w postaci minimalnych wartości wskaźników oceny R’A2 (R’A1). Należy podkreślić, że wskaźniki R’A2 (R’A1) odnoszą się do izolacyjności akustycznej, jaką osiąga ściana w budynku i nie mogą być bezpośrednio porównywane z wartościami wskaźników izolacyjności akustycznej RA2 (RA1) danego rozwiązania ściany jako wyrobu, określonych na podstawie badań laboratoryjnych.

 

Procedura ustalenia wymagań dla danego obiektu obejmuje określenie poziomu hałasu (poziomu dźwięku A) przy danej elewacji budynku oraz przyjęcie z tabeli podanej w normie wymaganej wartości odpowiednich wskaźników oceny izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej stosownie do przeznaczenia danego obiektu, przy uwzględnieniu przeznaczenia pomieszczeń w danym obiekcie.

 

W przypadku ściany w budynkach, których funkcja zmienia  się w zasadniczy sposób w zależności od pory doby (w nocy muszą być zapewnione warunki do snu) wyznacza się poziom hałasu zewnętrznego odrębnie dla pory dziennej i nocnej, określa się wymagania przy uwzględnieniu tych poziomów i jako akustyczne wymaganie dla ściany zewnętrznej przyjmuje się większą wymaganą wartość wskaźnika.

 

Ponieważ hałas zewnętrzny nie jest zjawiskiem  stałym w czasie, norma bardzo dokładnie precyzuje rodzaj parametrów, za pomocą których ma być określony poziom hałasu zewnętrznego traktowany jako miarodajny do wyznaczenia minimalnej izolacyjności akustycznej okien.

 

W tablicy 1 podano przykłady wymaganej izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych zaczerpnięte z normy PN-B-02151-3:1999.

 

Wartości podane w normie PN-B-02151-3:1999 oraz przykłady przedstawione w tablicy 1 odnoszą się do wypadkowej izolacyjności akustycznej fragmentu ściany w budynku widzianego od strony wnętrza pomieszczenia. W wypadkowej izolacyjności akustycznej ścian osłonowych nie uwzględnia się zatem tych fragmentów ściany, które osłaniają czoła płyt stropowych, belek obwodowych, czy przestrzeni między stropami a podwieszonymi sufitami.

 

Norma jw. ustosunkowuje się także do izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej jako wyrobu. Wprowadzone jest zalecenie, aby przy projektowaniu obiektów pod względem akustycznym wartości wskaźników oceny izolacyjności akustycznej właściwej określone na podstawie badań laboratoryjnych wzorców konkretnych rozwiązań ścian zewnętrznych były skorygowane o poprawkę wynoszącą (-2 dB).

 

Zgodnie z zapisem normy „korekta ta uwzględnia dokładność wyznaczania wskaźników na podstawie pomiarów laboratoryjnych, różny stopień odtworzenia w badanym wzorcu cech rozwiązania  materiałowo-konstrukcyjnego oraz ewentualną niedokładność wykonawstwa i pełni rolę współczynnika  bezpieczeństwa przy projektowaniu izolacyjności akustycznej  przegród”. Biorąc pod uwagę, że izolacyjność akustyczna jest wielkością logarytmiczną, poprawka (-2 dB) odpowiada współczynnikowi bezpieczeństwa akustycznego 1,6.

 

Skorygowaną o 2 dB laboratoryjną wartość  wskaźników oceny izolacyjności akustycznej RA1-(RA1) przyjmuje się jako wartość projektową RA1R(RA1R), a zatem mamy

RA1R(RA1R) = RA1(RA1) - 2 dB.                   (5)

 

A)

 

 B)

 

Rys. 3. Przykłady próbek ścian osłonowych zmontowanych na stanowisku badawczym Akredytowanego Laboratorium Akustycznego ITB – badania rozwiązań systemowych: A - ściana z oknem, B – ściana z kamiennymi żebrami po stronie zewnętrznej (fot.: Zakład Akustyki ITB)

 

Należy zaznaczyć, że omawiana poprawka (a zatem i wartość projektowa) nie jest określeniem relacji między izolacyjnością akustyczną ściany zewnętrznej jako wyrobu (RA2/RA1) i ściany w budynku (R’A2/R’A1).

 

Różnica między izolacyjnością ściany zewnętrznej jako wyrobu a izolacyjnością tej samej ściany w budynku związana jest z wpływem bocznego przenoszenia dźwięku przez przegrody wewnętrzne, które są pobudzane do drgań przez ścianę zewnętrzną znajdującą się pod wpływem padającej na nią fali akustycznej. Różnica ta zależna jest od konstrukcji zarówno ściany zewnętrznej, jak i przegród wewnętrznych raz rodzaju złączy między nimi.

 

W przypadku lekkiej ściany osłonowej, zgodnie z normą PN-EN 12354-3:2002 Akustyka Budowlana. Określenie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Część 3: Izolacyjność od dźwięków powietrznych przenikających z zewnątrz, wpływ bocznego przenoszenia dźwięku na jej izolacyjność akustyczną w budynku może być pominięty.

 

Wynika to z zapisu p. 4.3 normy: Udział przenoszenia bocznego można zazwyczaj pominąć. W większości przypadków nie jest zatem konieczne obliczanie udziału przenoszenia bocznego. Aby zachować bezpieczeństwo, w przypadkach sztywnych elementów wystarcza uwzględnić przenoszenie boczne w sposób ogólny, obniżając izolacyjność akustyczną tego typu sztywnych ciężkich elementów przegrody zewnętrznej zazwyczaj o 2 dB.

 

Można przyjąć, że wspomniana w zapisie p. 4.3 normy PN-EN 12354-3:2002 poprawka minus 2 dB jest już uwzględniona, dzięki korekcie wartości laboratoryjnych wskaźników izolacyjności akustycznej wg wzoru (5).

 

Każda ściana zewnętrzna ma natomiast wpływ na stopień bocznego przenoszenia dźwięku w budynku, co odbija się na izolacyjności akustycznej między pomieszczeniami. Wymaganie w tym zakresie nie jest zapisane wprost w odniesieniu do ścian zewnętrznych, ale wynika z wymaganej izolacyjności akustycznej przegród wewnętrznych. W przypadku lekkich ścian osłonowych słupowo-ryglowych (a także elementowych) to pośrednie wymaganie jest szczególnie ważne i musi być uwzględniane przy projektowaniu zarówno ściany osłonowej, jak i całego budynku.

 

A)

 

B)

Rys. 4. Pomiar izolacyjności akustycznej ściany osłonowej w budynku: A - ogólny widok obiektu z widocznym dźwigiem, na którego platformie ustawiony był głośnik; B - widok badanej ściany od strony pomieszczenia. (fot.: Zakład Akustyki ITB)

 

Zapis wymagań akustycznych w kontrakcie na wykonanie ściany osłonowej w budynku Pomimo, że norma PN-B-02151-3:1999 jest przywołana w Rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, wynikające z tej normy zasady formułowania wymagań w stosunku do izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych nie są w wielu przypadkach respektowane. W kontraktach na wykonanie ścian osłonowych w obiektach spotyka się przypadki, że podana jest wymagana liczba decybeli, tylko nie wiadomo, jakiego parametru izolacyjności one dotyczą.

 

Często podawane są wymagania w postaci wskaźników ważonych Rw, które w świetle stosowanych obecnie norm PN nie mają racji bytu. Wymaganie powinno być określone zawsze za pomocą wskaźników oceny będących sumą wskaźnika ważonego i odpowiedniego, do danego rodzaju hałasu zewnętrznego, widmowego wskaźnika adaptacyjnego

 

Bardzo ważnym elementem zapisu kontraktowego powinno być także sprecyzowanie, czy zapisane wymaganie odnosi się do ściany osłonowej jako wyrobu (wtedy wymaganie powinno być podane  we wskaźniku RA2 lub RA1), czy dotyczy ściany w budynku (wtedy wymaganie powinno być podane we wskaźniku R’A2 lub R’A1). Z każdym z tych przypadków wiąże się inna metoda potwierdzenia uzyskania parametrów akustycznych ściany osłonowej zgodnych z zapisem kontraktowym.

 

Metody badań izolacyjności akustycznej ścian osłonowych słupowo-ryglowych
Pomiary w warunkach laboratoryjnych
Zgodnie z normą zharmonizowaną PN-EN 13830:2005 izolacyjność akustyczną lekkiej ściany osłonowej, traktowanej jako wyrób budowlany, określa się w warunkach laboratoryjnych na podstawie badań wykonanych wg normy EN ISO 140-3 (polski odpowiednik PN-EN 20140-3:1999). Norma pomiarowa jest norma ogólną, na podstawie której przeprowadza  się pomiary izolacyjności akustycznej przegród (ścian, płyt stropowych), bez względu na ich konstrukcję i przewidziany zakres stosowania – zarówno przegrody zewnętrzne, jak i wewnętrzne.

 

Zgodnie z normą pomiary należy przeprowadzać na próbkach o powierzchni S≥10 m2, w których, w maksymalnie możliwym stopniu, powinny być odtworzone cechy techniczne rzeczywistego rozwiązania. Ten warunek wskazuje na specyfikę badań izolacyjności akustycznej lekkich ścian osłonowych słupowo-ryglowych, jako przegrody powierzchniowo niejednorodnej.

 

W praktyce laboratoryjne badania izolacyjności akustycznej ścian osłonowych przeprowadza się w dwóch przypadkach:

a) w celu oceny akustycznej danego rozwiązania systemowego: przeprowadzeniem tego rodzaju badań zainteresowany jest przede wszystkim systemodawca, bowiem te dane są niezbędne aby wprowadzić na rynek wyrób o określonych parametrach akustycznych,

b) w celu wyznaczenia izolacyjności akustycznej ściany osłonowej dla konkretnego obiektu: przeprowadzeniem tego rodzaju badań zainteresowany jest wykonawca ściany osłonowej szczególnie w przypadku, gdy zobowiązany jest on potwierdzić, iż spełnia wymagania akustyczne zapisane w kontrakcie na wykonanie ściany.

 

W każdym z wymienionych przypadków inne jest podejście do programowania badań laboratoryjnych oraz różne są potrzeby i możliwości uogólnienia wyników badań.

 

Ponieważ wynik każdego badania określa izolacyjność akustyczną konkretnego, szczególnego przypadku, nie tylko ze względu na rozwiązania konstrukcyjne charakteryzujące dany system, ale także ze względu na rodzaj wypełnień przeziernych i nieprzeziernych oraz wymiary modułów, ocenę akustyczną rozwiązania systemowego należy zawsze traktować jako przykładową.

 

Przy doborze przykładów powinny być uwzględnione przypadki występujące najczęściej w praktyce w odniesieniu do:

- rozstawu słupów i rygli (co decyduje o wymiarach poszczególnych modułów),

- rodzaju modułów oszklonych – oszklenie stałe lub okna,

- rodzaju oszklenia przy uwzględnieniu zróżnicowanej izolacyjności akustycznej różnego typu szyb zespolonych,

- rodzaju wypełnień nieprzeziernych, przy czym badania akustyczne można ograniczyć do rozwiązań spełniających minimalne wymagania w zakresie izolacji termicznej.

 

Przykłady różnych próbek do badań akustycznych rozwiązań systemowych przedstawiono na rys.2 (foto Zakład Akustyki ITB).

 

Liczba i rodzaj przykładowych rozwiązań danego systemu poddanych ocenie akustycznej zależy wyłącznie od Zleceniodawcy badań. Tej kwestii nie regulują żadne przepisy. W Akredytowanym Laboratorium Akustycznym ITB spotykamy się zarówno z przypadkami, gdy systemodawca decyduje się na określenie izolacyjności akustycznej tylko jednego rodzaju rozwiązania z zastosowaniem jednego rodzaju szyb zespolonych, jak i z przypadkami, gdy przykładowych rozwiązań jest kilka, a różnice między nimi odnoszą się przede wszystkim do zastosowania szyb o bardzo zróżnicowanej izolacyjności akustycznej. W tym drugim przypadku systemodawca może oferować na rynku ściany osłonowe danej konstrukcji o różnych parametrach akustycznych, co ma niewątpliwie wpływ na konkurencyjność rozwiązania.

 

Jeżeli w ramach oceny akustycznej ścian osłonowych danego systemu zostały przeprowadzone badania akustyczne, umożliwiające określenie izolacyjności akustycznej odrębnie części przeszklonej i pełnej, wówczas można uogólnić wyniki badań na rozwiązania z wypełnieniem mieszanym przy różnym procencie przeszklenia. W takim przypadku korzysta się z ogólnie znanego wzoru na wypadkową izolacyjność akustyczną ściany składającej się z fragmentów o różnej izolacyjności akustycznej.

 

Norma zharmonizowana PN-EN 13830:2005 nie przewiduje uogólniania wyników badań izolacyjności akustycznej ścian osłonowych. Z tego względu wyniki uzupełniających obliczeń nie mogą być wykorzystane do znakowania CE, tym niemniej dają one projektantowi szerszy pogląd na właściwości akustyczne danego systemu niż pojedyncze wyniki badań i pomagają w doborze rozwiązań do konkretnych wymagań akustycznych. Takie uogólniające dane mogą być zestawione w odrębnym dokumencie przygotowanym przez Laboratorium badawcze (poza akredytacją) lub np. wykorzystane w Rekomendacjach Technicznych ITB.

 

Jeżeli celem badań jest dopracowanie pod względem akustycznym ściany osłonowej dla konkretnego obiektu, przy uwzględnieniu konkretnych wymagań akustycznych lub tylko potwierdzenie spełnienia wymagań zapisanych w kontrakcie, jednym z ważniejszych zadań jest prawidłowy dobór próbki do badań.

 

Na podstawie dokumentacji obiektu należy wybrać te fragmenty ściany osłonowej, które można traktować jako reprezentatywne dla całej ściany (lub poszczególnych elewacji) a jednocześnie uwzględniające przypadki najbardziej niekorzystne pod względem akustycznym.

 

Jako najbardziej niekorzystne należy uznać fragmenty ściany z największym przeszkleniem oraz z modułami przeszklonymi o największej powierzchni i stosunku wymiarów liniowych najbardziej zbliżonym do 1 (czyli modułów o kształcie zbliżonym do kwadratu). W programie badań powinny być uwzględnione także fragmenty z oknami oraz wszelkiego rodzaju dodatkowe elementy architektoniczne w postaci np., żeber, żaluzji itp. Przykłady tego rodzaju próbek przedstawiono na rys. 3.

 

Wewnętrzne podziały konstrukcyjne określające wymiary poszczególnych modułów badanej ściany  osłonowej powodują, że nie zawsze można zachować zalecaną w normie pomiarowej powierzchnię próbki. Górna granica powierzchni próbki zależna jest od wymiarów otworu stanowiska badawczego; w Laboratorium Akustycznym ITB wynosi ona S=11,6 m2 (wymiar stanowiska badawczego: H x L = 2770 x 4230 mm). Można dopuścić całkowity wymiar próbki nieco mniejszy niż 10 m2, jeżeli wynika  to z wymiarów podziału wewnętrznego. W takim  przypadku niezbędne jest dostosowanie wymiaru otworu badawczego do wymiaru próbki przez zamknięcie fragmentu otworu przegrodą o dostatecznie dużej izolacyjności akustycznej.

 

Nie można natomiast określać izolacyjności akustycznej ściany osłonowej na podstawie pomiarów izolacyjności akustycznej pojedynczych modułów przy zastosowaniu metod badań izolacyjności akustycznej okien (np. modułów zamocowanych w masywnej ścianie stanowiska badawczego). Badania takie mogą być przeprowadzone tylko jako uzupełniające, porównawcze, dające dodatkowe informacje niezbędne do uogólnienia wyników badań podstawowych przeprowadzonych na pełnowymiarowych próbkach.

 

Jak wykazały badania wykonane w Laboratorium Akustycznym ITB, różnice między wynikami badań części przeszklonych ściany osłonowej przeprowadzonymi na pojedynczych modułach lub na pełnowymiarowych próbkach (składających się z kilku modułów) nie są stałe a zależą zarówno od wymiarów modułów, jak i od rodzaju oszklenia. Wartości wskaźników izolacyjności akustycznej pojedynczego modułu są większe niż fragmentu ściany osłonowej zestawionego z takich samych modułów.

 

Jeżeli badania izolacyjności akustycznej ściany osłonowej przeznaczonej dla konkretnego obiektu mają na celu zoptymalizowanie niektórych rozwiązań szczegółowych w ramach tej samej konstrukcji ściany i tego samego układu modułów, można wprowadzać pewne modyfikacje próbki zmontowanej na stanowisku badawczym (np. wymiana oszkleń, zastosowanie różnych uszczelek, kitów itp.).

 

Niezależnie od celu badania dokumentem potwierdzającym izolacyjność akustyczną danego rozwiązania jest Raport Akredytowanego Laboratorium Akustycznego, jeżeli wymagane jest znakowanie CE badania muszą być prowadzone wg normy zharmonizowanej PN-EN 13830:2005 a laboratorium badawcze musi być laboratorium notyfikowanym. Laboratorium Akustyczne ITB spełnia oba te warunki.

 

Ponieważ, zgodnie z normą zharmonizowaną wynik badania przedstawia się w postaci Rw(C,Ctr), niezbędne jest dodatkowo określenie wskaźnika, za pomocą którego przedstawione są w kontrakcie wymagania akustyczne (powinien być to wskaźnik RA2 lub w szczególnych przypadkach RA1).

 

Pomiary w warunkach terenowych
Pomiary izolacyjności akustycznej ściany osłonowej w warunkach terenowych mają charakter kontrolny. Wymóg przeprowadzenia takich badań nie eliminuje potrzeby przeprowadzenia wcześniejszych badań w warunkach laboratoryjnych, aby określić parametry akustyczne ściany jako wyrobu i sprawdzić, czy projektowane rozwiązanie ma szanse pełnić wymagania akustyczne w stosunku do ściany w obiekcie.

 

W takim przypadku wynik badań laboratoryjnych powinien być zinterpretowany w odniesieniu do wymaganej izolacyjności akustycznej ściany w budynku i powinien wykazać, że ściana po zastosowaniu w budynku (zakładając prawidłowe wykonawstwo) uzyska wymaganą izolacyjność akustyczną.

 

Metody pomiarów izolacyjności akustycznej ściany w budynku są określone w normie PN-EN ISO 140-5:2000 a ich dobór zależy od konkretnego przypadku, tj. usytuowania fragmentu ściany, który ma być poddany badaniom akustycznym a także od poziomu hałasu występującego w otoczeniu budynku.

 

Rozróżnia się dwie metody (określone jako globalne, ponieważ odnoszą się do izolacyjności całej ściany zewnętrznej w danym pomieszczeniu):

- metoda przy zastosowaniu źródła dźwięku w postaci głośnika usytuowanego na zewnątrz badanej ściany, przy czym miejsce usytuowania głośnika w stosunku do badanej ściany oraz kąt padania fali akustycznej na badany fragment ściany są w normie ściśle określone;

- metoda przy wykorzystaniu jako źródła dźwięku, hałasu komunikacyjnego.

 

Przy zastosowaniu każdej z tych metod wyznacza się różne parametry akustyczne ściany osłonowej, które dopiero muszą być odpowiednio zinterpretowane, aby na ich podstawie określić izolacyjność ściany w budynku..

 

Najczęściej izolacyjność akustyczna ściany osłonowej w budynku jest na tyle duża, że nie jest możliwe przeprowadzenie kontrolnych badań jej właściwości akustycznych przy wykorzystaniu hałasu komunikacyjnego jako źródła dźwięku. Pozostaje więc zastosowanie metody, w której hałas na zewnątrz emitowany jest przez głośnik o dużej mocy  akustycznej.

 

Ze względu na ściśle określone warunki   usytuowania głośnika przeprowadzenie takich pomiarów jest organizacyjne a niekiedy i technicznie bardzo trudne. Zwłaszcza w przypadkach konieczności skontrolowania izolacyjności akustycznej ściany osłonowej w wysokich budynkach. Zdjęcia z takiego przedsięwzięcia przedstawiono na rys. 4.

 

Badania zostały przeprowadzone na 28 i 29 kondygnacji a głośnik usytuowany był na platformie dźwigu zamocowanego na zewnątrz budynku.

Pomiary izolacyjności akustycznej ściany osłonowej w budynku mogą być przeprowadzone metodą uproszczoną wg normy PN-EN ISO 10052:2007. Określenie „metoda uproszczona” jest jednak w tym przypadku pozorne, bowiem nie dotyczy najtrudniejszych do spełnienia warunków określonych w normie PN-EN ISO 140-5:2000.

 

Uproszczenie dotyczy możliwości pominięcia pomiaru czasu pogłosu pomieszczenia i zastąpieniu danych dotyczących pogłosu wartościami zaczerpniętymi z tablic oraz pewnych uproszczeń w procedurze pomiaru poziomu ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu.

 

Różnice w metodach i warunkach pomiaru izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej w warunkach laboratoryjnych i w budynku są na tyle duże, że uzyskanie pełnej zgodności wartości wskaźników izolacyjności akustycznej wzorca ściany, określonych na podstawie badań laboratoryjnych i ściany w budynku, może być w wielu przypadkach problematyczne i to niezależnie od jakości wykonawstwa i ewentualnych różnic w szczegółach rozwiązania próbki do badań laboratoryjnych i rzeczywistej konstrukcji ściany zewnętrznej (w modelu poddanym badaniom laboratoryjnym nie zawsze jest możliwe odtworzenie wszystkich szczegółów rozwiązania rzeczywistego). Na ten fakt zwracają uwagę niektóre zapisy normy pomiarowej. Z tego względu do wyników terenowych badań izolacyjności akustycznej ścian zewnętrznych osłonowych należy podchodzić z dużą ostrożnością.

 

Uwagi końcowe
1. Wymagania w stosunku do izolacyjności akustycznej ściany zewnętrznej są niezależne od jej konstrukcji. A zatem, określając wymagania akustyczne dla lekkich ścian osłonowych należy korzystać z norm ogólnych, uzależniających wymaganą izolacyjność akustyczną ściany od przeznaczenia budynku i przeznaczenia pomieszczenia oraz od poziomu hałasu występującego (aktualnie lub w przyszłości) w otoczeniu budynku. Norma tą jest norma PN-B-02151-3:1999. Należy liczyć się z faktem, że norma ta będzie w ciągu 2 lat znowelizowana.

 

2. Ściana osłonowa słupowo-ryglowa jest z punktu widzenia akustycznego ustrojem bardzo złożonym. W wyniku tego nie można określić izolacyjności akustycznej tego typu ścian metodami obliczeniowymi. Metody obliczeniowe mogą być stosowane jedynie w bardzo ograniczonym zakresie, przy uogólnianiu wyników badań laboratoryjnych.

 

3. Badania izolacyjności akustycznej ścian osłonowych w warunkach laboratoryjnych powinny odbywać się na pełnowymiarowych próbkach (powierzchnia nie powinna być mniejsza od ok. 10 m2) odwzorowujących w możliwie maksymalnym stopniu rozwiązania w budynku. Jako wzorzec ściany do badań akustycznych przyjmuje się fragment ściany widziany od strony pomieszczenia. Oznacza to, że w badaniach akustycznych nie uwzględnia się fragmentów ściany osłaniających np. czoła płyt stropowych czy żebra obwodowe.

 

4. Nie można określić izolacyjności akustycznej ściany osłonowej na podstawie badań izolacyjności pojedynczych modułów. Badania takie mogą być jedynie traktowane jako wspomagające, np. ułatwiające uogólnienie wyników pomiarów na próbkach pełnowymiarowych.

 

5. Przeprowadzone przez Akredytowane Laboratorium Akustyczne ITB badania ścian osłonowych słupowo-ryglowych o różnej konstrukcji i różnym wypełnieniu modułów dały bardzo bogaty zbiór danych. Podsumowanie tych badań pozwalające na pewne uogólnienia odnoszące się do wpływu niektórych czynników materiałowo-konstrukcyjnych na izolacyjność akustyczną ściany osłonowej przedstawione zostaną w odrębnym artykule, w jednym z kolejnych wydań miesięcznika „Świat Szkła”.

 

 dr hab. inż. Barbara Szudrowicz, prof. ITB
Instytut Techniki Budowlanej
Zakład Akustyki

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 5/2012

 

 

 

 

01 chik
01 chik