Akustyka budowalana. Ochrona antyhałasowa. Zasady projektowania ochrony antyhałasowej

Wiemy już, iż w tym celu stosuje się dwa rodzaje środków: administracyjno-prawne i techniczne, te ostatnie zaś możemy podzielić na czynne (zmniejszanie poziomu hałasu samego źródła) i bierne (zmniejszanie hałasu poza źródłem powstawania hałasu).

Nas najbardziej interesować będzie projektowanie ochrony biernej, jako że w obszarze naszych zainteresowań leżą głównie obiekty, które trzeba chronić przed hałasem (sale koncertowe, teatry, sale widowiskowe, studia nagrań, itp.), a mniej obiekty, które same są źródłem hałasu (fabryki, zajezdnie tramwajowe, lotniska itp.).

PODZIAŁ

Elementy ochrony przeciwdźwiękowej pomieszczeń możemy podzielić na dwie grupy:
– przed hałasami zewnętrznymi,
– przed hałasami wewnętrznymi.

Można też stworzyć inny podział środków ochrony:
– zabezpieczenia akustyczno-urbanistyczne,
– zabezpieczenia akustyczno-budowlane,
– zabezpieczenia akustyczno-instalacyjne.

Pierwsze dotyczą środków zabezpieczenia przed hałasami zewnętrznymi, ostatnie zabezpieczenia przed hałasami wewnętrznymi, zaś zabezpieczenia akustyczno-budowlane dotyczą zarówno ochrony przed hałasami zewnętrznymi, jak i przed hałasami wewnętrznymi.

PLANOWANIE URBANISTYCZNE ORAZ USYTUOWANIE POMIESZCZEŃ W BUDYNKACH

Pierwszym krokiem, jaki powinniśmy podjąć podczas planowania nowopowstającego obiektu, jest odpowiednie jego usytuowanie w obrębie dostępnego terenu (uwzględnienie sąsiedztwa) oraz odpowiednie rozplanowanie i zorganizowanie pomieszczeń w jego wnętrzu. W zależności od tego, jak duże mamy pole manewru, powinniśmy wziąć pod uwagę:

– odpowiednie usytuowanie (oddalenie) obiektu wymagającego ciszy w stosunku do źródeł hałasu i kierunku przeważających wiatrów,
– wykorzystanie ukształtowania (rzeźby) terenu,
– odgrodzenie (ekranowanie) obiektu za pomocą przegród urbanistycznych (budynki, wały ziemne) i/lub zielonych stref izolacyjnych (parki, pasy zieleni).

Przy technologicznym projektowaniu budynków znaczny wpływ na zmniejszenie poziomu hałasów w pomieszczeniach ma wzajemne ich usytuowanie. Aby zmniejszyć oddziaływanie pomieszczeń ze źródłami hałasów od pomieszczeń wymagających ciszy, powinno się brać pod uwagę zalecenia, aby:

– pomieszczenia hałaśliwe sytuować możliwe daleko od wymagających ciszy, a jeśli to możliwe, odgradzać od nich pomieszczeniami nie wymagającymi ochrony przeciwdźwiękowej, np. korytarzami, magazynami itp.,
– jeżeli w budynku jest kilka pomieszczeń hałaśliwych, należy je grupować obok siebie,
– w przypadku usytuowania pomieszczeń hałaśliwych na różnych kondygnacjach należy je grupować w jednym pionie,
– w przypadku możliwości wyboru pomieszczenia hałaśliwe grupować na najniższej kondygnacji,
– wejścia do pomieszczeń wymagających szczególnej ciszy konstruować w formie śluz powietrznych lub stosować podwójne drzwi,
– dobierać odpowiednie proporcje geometryczne pomieszczeń,
– unikać w pomieszczeniach powierzchni wklęsłych, skupiających energię dźwiękową, które działają jak soczewki akustyczne.

ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNO-MATERIAŁOWE

Planowanie urbanistyczne oraz odpowiednie rozplanowanie cichych i hałaśliwych pomieszczeń w budynku pozwala uzyskać znaczne zmniejszenie hałasu w miejscach, w których jest on niepożądany, jednak zazwyczaj kroki te są niewystarczające do zapewnienia warunków akustycznych określonych normami. W związku z tym niezbędne jest zastosowanie izolacji akustycznej konstrukcji budynku, urządzeń i instalacji. Zakres i koszt tej izolacji zależy od skuteczności zastosowanych rozwiązań urbanistycznych i funkcjonalnych.

Kompleksowa ochrona antyhałasowa może wymagać zastosowania kilku środków mających wpływ na zmniejszenie poziomu hałasu w pomieszczeniu, takich jak:
– akustyczne fundamentowanie budynku, maszyn i urządzeń,
– stosowanie przegród, obudów, ekranów i kabin o wymaganych właściwościach akustycznych,
– stosowanie materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych,
– stosowanie zabezpieczeń akustycznych w urządzeniach i instalacjach.

Podstawą do wyboru jednego lub kilku z wymienionych środków powinna być przewidywana lub zmierzona charakterystyka wytwarzanych hałasów. W zależności od tego należy stosować odpowiednie środki, zapewniające tłumienie hałasów w pasmach o największych poziomach zakłóceń. W pierwszym kroku powinno się stosować środki zapewniające uzyskanie największego efektu. Zastosowanie każdego następnego powinno być poprzedzone analizą, czy koszt jego zastosowania będzie współmierny do uzyskanego efektu, i czy potrzeba stosowania dalszych środków uzasadniona jest wymaganiami norm.

W budynkach usytuowanych np. przy ruchliwych arteriach, trakcjach kolejowych czy lotniskach, a wymagających szczególnej izolacyjności od dźwięków zewnętrznych, wskazane jest zaprojektowanie odpowiedniej konstrukcji przeciwdrganiowej. Fundamenty takiego budynku powinny być przystosowane do tłumienia wstrząsów i drgań przez – po pierwsze – wprowadzenie ciężkiej i masywnej konstrukcji oraz – po drugie – zastosowanie odpowiednich warstw amortyzujących, tłumiących drgania przenikające do fundamentów budynków.

W większości przypadków niezbędne może okazać się zastosowanie zabezpieczeń przeciwdrganiowych i przeciwdźwiękowych w samej konstrukcji budynku. Przykładowo może zaistnieć konieczność odizolowania silnego źródła zakłóceń od pozostałych pomieszczeń albo – vice versa – jakiegoś pomieszczenia, lub kilku pomieszczeń, od źródła (źródeł) zakłóceń dźwiękowych. Wiąże się to ze stosowaniem przegród o dostatecznych właściwościach akustycznych, mających za zadanie izolowanie pomieszczeń od dźwięków powietrznych. Przegrody poziome (stropy) powinny również tłumić dźwięki uderzeniowe.

Zasadniczy wpływ na właściwości akustyczne przegród mają okna i drzwi w tych przegrodach zamontowane – tym tematem zajmiemy się szerzej w jednym z kolejnych artykułów z cyklu Akustyka budowlana.

W sytuacji gdy niezbędne jest dodatkowe zmniejszenie poziomów hałasu pochodzących od źródeł usytuowanych w danym pomieszczeniu, istnieje możliwość dodatkowego wyposażenia ścian i sufitu tegoż pomieszczenia w materiały i ustroje dźwiękochłonne, które – dzięki pochłanianiu energii akustycznej – powodują dalsze zmniejszenie poziomu hałasu.

ZABEZPIECZENIA AKUSTYCZNE W INSTALACJACH

Zabezpieczenia akustyczne w urządzeniach i instalacjach wytwarzających drgania lub takich, które mogą przenosić drgania (np. instalacja wodna, kanalizacyjna itp.), polegają na:
– stosowaniu cichobieżnej armatury,
– wydylatowaniu i izolowaniu fundamentu pod maszyny i urządzenia,
– zastosowaniu amortyzatorów drgań i łączników sprężystych pomiędzy urządzeniami a instalacjami,
– w przypadku wentylacji wytłumieniu przewodów materiałem dźwiękochłonnym i zastosowaniu tłumików,
– otuleniu hałaśliwych przewodów materiałem izolacyjnym.

O zasadach projektowania zabezpieczeń akustycznych w urządzeniach i instalacjach również powiemy nieco więcej w jednym z kolejnych artykułów.

OGÓLNE ZASADY OCHRONY PRZECIWHAŁASOWEJ

Istnieją pewne ogólne wytyczne odnośnie projektowania ochrony antyhałasowej – w budownictwie mieszkaniowym i użyteczności publicznej, w budownictwie przemysłowym oraz w komunikacji i urbanistyce. Dla nas najbardziej interesujące będą te pierwsze, a konkretnie zasady ochrony przeciwhałasowej w budownictwie użyteczności publicznej, dlatego słów kilka na ten temat.

W tego typu obiektach ochrona przeciwhałasowa polega na stosowaniu takich środków jak:
– dobranie odpowiedniej pod względem akustycznym lokalizacji budynku i najkorzystniejszym jego usytuowaniu w stosunku do istniejących i ewentualnie przyszłych źródeł hałasu,
– odpowiednie w stosunku do zewnętrznych i wewnętrznych źródeł zakłóceń wzajemne usytuowanie poszczególnych pomieszczeń i dobranie najlepszego – z punktu widzenia ochrony przeciwdźwiękowej dla danej lokalizacji – układu konstrukcyjnego budynku, wynikającego również z przeznaczenia pomieszczeń (teatr, opera, sala koncertowa, hala sportowa, budynek mieszkalny),
– zaprojektowanie przegród o odpowiednich własnościach akustycznych, spełniających wymagania norm,
– zaprojektowanie zabezpieczeń akustycznych urządzeń i instalacji,
– wytłumienie pomieszczeń szczególnie hałaśliwych, np. maszynowni dźwigów, wentylacji itp.

Na zakończenie tego artykułu jeszcze kilka informacji o

MATERIAŁACH, KONSTRUKCJACH I USTROJACH

stosowanych do ochrony przeciwdźwiękowej. Przy projektowaniu ochrony antyhałasowej obiektów niezbędna jest znajomość właściwości akustycznych podstawowych materiałów budowlanych. Jednoznaczny podział tych materiałów na grupy jest utrudniony, bowiem ten sam produkt może być przydatny zarówno jako materiał dźwiękochłonny, jak też i może znaleźć zastosowanie w izolacji przeciwdźwiękowej. Niektóre materiały budowlane mogą mieć nawet potrójne przeznaczenie. Stąd poniższy podział na grupy jest bardzo ogólny i orientacyjny, umożliwia on jednak pewne uporządkowanie przy omawianiu podstawowych właściwości fizycznych – czym zajmiemy się szerzej w kolejnym wydaniu LSI.

Podział ten wygląda następująco:
– materiały i ustroje do izolacji od dźwięków powietrznych,
– materiały i ustroje do izolacji od dźwięków materiałowych (uderzeniowych),
– materiały i ustroje dźwiękochłonne.

O tych ostatnich pisaliśmy już dość obszernie na łamach LSI – w numerach 3/2016, 4/2016, 5/2016 i 6/2016. Natomiast materiałami z pierwszej i drugiej grupy zajmiemy się w najbliższych numerach. Zapraszam za miesiąc.

Piotr Sadłoń

---

Przy tworzeniu artykułu autor korzystał z publikacji „Akustyka architektoniczna” Jerzego Sadowskiego oraz „Podstawy elektroakustyki” Zbigniewa Żyszkowskiego.