Izolacyjność akustyczna drzwi

Szczegóły

Kategoria: Wydanie 3/2010

Opublikowano: 21 marzec 2010

Parametry oceny akustycznej drzwi

Izolacyjność od dźwięków powietrznych elementów budowlanych (w tym drzwi) określa się, zgodnie z normą PN EN ISO 717-1:1999 [1], za pomocą trzech jednoliczbowych wskaźników, wyrażanych w decybelach i zapisywanych w postaci:

Rw (C, C_tr) lub R’w (C, C_tr)

gdzie:

Rw – ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej (stosowany w dotychczasowej normie PN-87/B-02152/01), dB

R’w – j.w. lecz odnoszący się do przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej (w budynku), dB

C – widmowy wskaźnik adaptacyjny, uwzględniający widmo hałasu wewnętrznego bytowego, dB

C_tr – widmowy wskaźnik adaptacyjny, uwzględniający widmo hałasu ulicznego (niskoczęstotliwościowego), dB

Na podstawie powyższych wskaźników wyznaczane są wskaźniki oceny R_A1 i R_A2 (w przypadku badań laboratoryjnych) lub R’_A1 i R’_A2 (w budynku), określające izolacyjność akustyczną elementu (w tym przypadku drzwi) w zależności od rodzaju występującego hałasu, przed którym mają one chronić. Wskaźniki oceny wyznacza się ze wzorów:

R_A1 = Rw + C [dB] ;     R_A2 = Rw + C_tr [dB]         (1)

R’_A1 = R’w + C [dB] ;    R’_A2 = R’w + C_tr [dB]       (2)

Przy formułowaniu wymagań normowych w normie PN-B-02151-3:1999 [2] przyjęto następujące założenia:

Tablica 1. Klasyfikacja akustyczna podstawowa: wg wskaźnika R_A1

Przyjęto, że podstawowym wskaźnikiem oceny akustycznej dla drzwi wewnętrznych jest wskaźnik R_A1, zaś dla drzwi zewnętrznych – wskaźnik R_A2. W szczególnych przypadkach, określonych normą PN EN ISO 717-1:1999, stosuje się wskaźniki uzupełniające, którymi są odpowiednio R_A2 - dla drzwi wewnętrznych, R_A1 - dla drzwi zewnętrznych. Szczególne przypadki to te, w których drzwi mają chronić przed hałasem innym, niż jest to im zwykle przypisywane (tzn. drzwi wewnętrzne – od hałasu „niskoczęstotliwościowego”, drzwi zewnętrzne przegrody zewnętrznej – od hałasu o przewadze średnich i wysokich częstotliwości).

Klasyfikacja akustyczna drzwi wewnętrznych

Przy formułowaniu wymagań normowych wg PN-B-02151-3:1999 posłużono się klasami 5-cio decybelowymi, utworzonymi dla podstawowego wskaźnika oceny R_A1R:

R_A1R ≥ 20, 25, 30 lub 35 dB

oraz uzupełniająco, dla wskaźnika oceny R_A2R

R_A2R ≥ 20, 25, 30 lub 35 dB

Wymagania normowe prowadzą zatem do klasyfikacji akustycznej drzwi wewnętrznych, związanej z oceną akustyczną, uzyskaną na podstawie wyników badań laboratoryjnych. Zasady przypisywania wartości wskaźników R_A1 i R_A2, uzyskanych w wyniku pomiarów laboratoryjnych, do odpowiednich klas akustycznych przedstawiono w tablicach 1 i 2.

Tablica 2. Klasyfikacja akustyczna uzupełniająca: wg wskaźnika R_A2

Ponieważ istnieją projekty budynków opracowane wg „starej” normy PN-87/B-02151 [3], w tablicy 3 podano, w celach informacyjnych, klasyfikację akustyczną wg wskaźników Rw.

Zgodnie z wymaganiami zawartymi w normie PN-B-02151-03:1999, drzwi wejściowe do mieszkań powinny charakteryzować się minimalnym wskaźnikiem oceny izolacyjności akustycznej R_A1R=25 dB (wartość projektowa), co oznacza, że wymagania akustyczne będą spełnione przez drzwi należące do klasy D1–25 lub wyższej.

Tablica 2. Klasyfikacja akustyczna wg wskaźnika R_A3

Dla budynków mieszkalnych korytarzowych norma zaleca przyjęcie wymagania R_A1R>25 dB, tzn. że zaleca się stosowanie drzwi należących do klasy D1 – 30 lub wyższej.

W budynkach zamieszkania zbiorowego (takich jak hotele, internaty, domy studenckie itp.), wymagania w stosunku do izolacyjności akustycznej drzwi w zależności od funkcji pomieszczenia wynoszą:

R_A1R≥25 , 30 lub 35 dB

co odpowiada klasom akustycznym D1 – 25, D1 – 30 lub D1 – 35.

Dla budynków użyteczności publicznej, w zależności od miejsca zastosowania, w.w. norma podaje wymagania R_A1R≥20, 25 lub 30 dB, odpowiadające klasom D1 – 20, D1 – 25 lub D1 – 30.

Projektant obiektu może przyjąć wymagania indywidualne, jednak nie niższe, niż podane w PN.

Klasyfikacja akustyczna drzwi zewnętrznych

Norma PN-B-02151-3:1999 nie stawia wymagań w stosunku do izolacyjności akustycznej drzwi zewnętrznych. Ich ocena akustyczna może być jednak przydatna dla projektantów w przypadku stawiania indywidualnych wymagań akustycznych.

W związku z prowadzeniem normy wyrobu PN EN 14351-1:2006 [4], producenci drzwi zewnętrznych mają możliwość podawania parametrów oceny akustycznej przy okazji znakowania swoich wyrobów znakiem CE.

Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną drzwi

Izolacyjność akustyczna drzwi zależy od konstrukcji skrzydła drzwiowego (tzn. od jego masy powierzchniowej, liczby warstw i sposobu ich łączenia oraz ew. rodzaju i powierzchni oszklenia), konstrukcji ościeżnicy, a także od szczelności przymyków. Izolacyjność akustyczna drzwi wyraża się wzorem:

                 (3)

przy czym:

Sj – powierzchnia j-tego elementu drzwi (skrzydła – jego części pełnej i ew. oszklenia, ościeżnicy), m2

n – liczba elementów składowych drzwi

S – całkowita powierzchnia drzwi , m2

Rj – izolacyjność akustyczna j-tego elementu składowego, dB

Rs,k – izolacyjność akustyczna k-tej szczeliny lub złącza wypełnionego materiałem uszczelniającym, wyznaczona dla 1 m długości, dB

ls,k – długość wypełnionej k-tej szczeliny lub złącza, m;

wartość odniesienia l0 = 1 m

m – liczba szczelin lub złączy wypełnionych materiałem uszczelniającym

Konstrukcje skrzydeł drzwiowych są bardzo zróżnicowane ze względu na wymagania w zakresie odporności ogniowej, odporności na włamanie oraz izolacyjności akustycznej. W zależności od zastosowanej konstrukcji, izolacyjność akustyczna samych skrzydeł (przy całkowitym uszczelnieniu przymyków i złączy) mieści się w granicach R_A1=25÷50 dB.

Wypełnienie skrzydła, którego grubość wynosi zazwyczaj 40÷70 mm, mogą stanowić płyty pełne lub drążone (np. z materiałów drewnopochodnych) lub układy warstwowe, składające się z płyt drewnopochodnych, wełny mineralnej, warstw wtryskiwanej pianki poliuretanowej, blachy stalowej lub korka. Stosowane są również skrzydła przeszklone szybami pojedynczymi lub zespolonymi (często są to szyby przeciwpożarowe i/lub antywłamaniowe).

Wpływ oszklenia na izolacyjność akustyczną drzwi zależy od powierzchni szyby (a właściwie od procentu oszklenia skrzydła) oraz od jej izolacyjności akustycznej. W zależności od tego, czy zastosowana szyba posiada właściwości akustyczne lepsze lub gorsze od skrzydła pełnego, izolacyjność wypadkowa drzwi oszklonych ulegnie poprawie lub pogorszeniu w stopniu zależnym od procentu oszklenia.

Uszczelnienie przymyków dolnych uzyskuje się przez stosowanie progu z uszczelką (zazwyczaj taką samą jak w ościeżnicy) lub – w drzwiach bezprogowych – przez stosowanie montowanych w dolnej krawędzi skrzydła jednej lub dwóch uszczelek opadających lub uszczelek elastycznych. Istotny jest właściwy dobór właściwości akustycznych uszczelki oraz właściwy jej montaż. Wpływ sposobu uszczelnienia przymyków dolnych na izolacyjność akustyczną drzwi przedstawiono na rysunkach 2 i 3.

Rys. 2. Porównanie izolacyjności akustycznej właściwej drzwi z różnymi rodzajami uszczelnień dolnego przymyku oraz izolacyjności samego skrzydła

Rys. 3. Izolacyjność akustyczna właściwa drzwi w zależności od sposobu uszczelnienia dolnego przymyku (dwie uszczelki opadające o takich samych lub różnych właściwościach)

Przymyki boczne i górny są zazwyczaj uszczelniane przez wprowadzenie uszczelek we wrębach skrzydła i/lub ościeżnicy. Podobnie jest uszczelniany przymyk środkowy w drzwiach dwuskrzydłowych. Skuteczność uszczelnienia zależy w dużym stopniu od zapewnienia właściwego docisku uszczelki na całym obwodzie, co wiąże się z właściwym montażem skrzydła drzwiowego w ościeżnicy (ułożenia na zawiasach). Izolacyjność akustyczna drzwi dwuskrzydłowych jest zazwyczaj mniejsza niż drzwi jednoskrzydłowych (rys. 4).

Wynika to m.in. z faktu zwiększenia długości uszczelek przylgowych i progowych. Należy jednak w tym miejscu zauważyć, że różnice te są częściowo niwelowane z powodu odpowiednio większej powierzchni badanej próbki. Występujące często w praktyce znacznie gorsze właściwości akustyczne drzwi dwuskrzydłowych spowodowane są najczęściej nie tyle zwiększeniem długości uszczelek, co trudnościami z uszczelnieniem środkowych przymyków na styku z przymykami dolnym i górnym.

Rys. 4. Izolacyjność akustyczna właściwa drzwi jedno- i dwuskrzydłowych

Jakość akustyczna przymyków w drzwiach jest często pomijana lub rozpatrywana zbyt pobieżnie w procesie projektowania ich konstrukcji. Tymczasem, ma to dość istotne znaczenie zwłaszcza w przypadkach, gdy celem jest osiągnięcie stosunkowo dużej izolacyjności akustycznej gotowego wyrobu (R_A1>42 dB). Wpływ uszczelnienia przymyków na izolacyjność akustyczną drzwi jest bowiem tym większy, im większą izolacyjność posiada samo skrzydło.

Ze względu na znaczenie tego zjawiska, w grupie roboczej ISO/TC43/SC2/WG18 podjęto prace nad opracowaniem międzynarodowej normy dotyczącej metody pomiaru izolacyjności akustycznej Rs [dB] materiałów uszczelniających, takich jak pianki, kity i uszczelki (wielkość Rs występuje we wzorze (3) na izolacyjność akustyczną drzwi). Schemat przykładowego stanowiska badawczego przedstawiono na rysunku 5.

Wartości izolacyjności akustycznej Rs dla niektórych typów uszczelek są już obecnie znane na podstawie wyników pomiarów przeprowadzonych według normy DIN w laboratoriach niemieckich (rys. 6). Zasady ich wyznaczania są podobne do tych proponowanych w opracowywanym projekcie normy międzynarodowej, a więc mogą być wykorzystywane w procesie projektowania konstrukcji drzwi.

Należy jednak podkreślić, że izolacyjność uszczelek jest wyznaczana na jednostkę długości (podobnie, jak ma to miejsce w odniesieniu do nawiewników), a zatem przy wyznaczaniu całkowitej izolacyjności drzwi należy zawsze posługiwać się wzorem (3), mając świadomość, że izolacyjności skrzydła i uszczelek nie sumują się arytmetycznie.

Izolacyjność akustyczna drzwi – ze względu na różnorodność konstrukcji oraz sposobów uszczelniania przymyków – zawiera się w dość szerokim zakresie wartości. Umożliwia to projektantom właściwy dobór tych elementów pod kątem spełnienia wymagań akustycznych stawianych obiektom budowlanym.

Ogromny wpływ na końcowy efekt izolacyjności drzwi zamontowanych w budynku ma nie tylko właściwy dobór konstrukcji lecz również jakość wykonawstwa samego wyrobu (dokładne zamontowanie uszczelek, odpowiedni sposób łączenia warstw poszycia skrzydła, dbałość o właściwe zamontowanie zamków) oraz jakość montażu.

dr Anna Iżewska

Zakład Akustyki ITB

Cytowane normy

[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-B-02151-3:1999. Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania.

[3] PN-87/B-02151/03. Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Izolacyjność akustyczna przegród w budynkach oraz izolacyjność akustyczna elementów budowlanych. Wymagania.

[4] PN-EN 14351-1:2006. Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne bez właściwości dotyczących odporności ogniowej i/lub dymoszczelności