Akustické vlastnosti lehkých dělicích konstrukcí

Je známo, že účinky hluku na člověka jsou jednak specifické – zprostředkované přímo sluchovými orgány – a jednak systémové – zprostředkované speciálními strukturami nervového systému.

 

Pro lepší představu o různých zvukových úrovních si uveďme příklady v tab. 1.

 

 

 

Běžný, normální, známý hluk je nazývaný habituální a je přijímaný bez větší psychické a zdravotní újmy. Jde o hluk na pracovišti, v domácnosti, v dopravním prostředku, pouliční ruch (hluková kulisa).

Emoční hluk je náhlý a neobvyklý, který signalizuje nebezpečí nebo vyvolává minulé nepříjemné zážitky (houkačka sanitky). V případě, že tento hluk nenese významnou informaci, rychle se habituuje (zařadí mezi běžné zvuky).

Jestliže se nějaký hluk stane předmětem sporu, může rychle získat emoční charakter, který pak přetrvává i po snížení hladiny pod přípustnou hodnotu bez ohledu na to, že úpravami bylo dosaženo souladu s limitními hodnotami a že situace je nyní v souladu s předpisy!

O obytné hodnotě domu nebo bytu dnes rozhoduje mimo jiné i to, zda je hlučný nebo klidný. Tiché prostředí je považováno za jednu z podmínek kvalitního bydlení. Abychom mohli zajistit dostatečnou ochranu vnitřního prostředí budov před cizím hlukem, je nutné rozlišit rozdílné zdroje hluku – hluk ze zdrojů mimo budovy (např. dopravní hluk, průmyslový hluk) a hluk ze zdrojů uvnitř budovy.

 

 

● hluk šířený vzduchem – hlasitý hovor, reprodukovaná hudba, hra na hudební nástroje,

● hluk šířený konstrukcí – chůze po podlaze, posunování nábytku, výtahový stroj;

● definovatelný zvuk – např. zvuk výtahového stroje, u kterého lze jednoznačně stanovit intenzitu, kmitočet i časový režim. Výsledná hladina akustického tlaku se dá zjistit měřením a porovnat s přípustným limitem.

● nedefinovatelný zvuk – náhodné zvuky vzniklé při běžném užívání budovy (hlasitý hovor, bouchání dveřmi, hudba). Takový zvuk se nedá jednoznačně definovat a ani přesně změřit. Proto se vyhodnocuje pomocí kvality – akustických vlastností – zvukové izolace (dělicí konstrukce).

 

VZDUCHOVÁ A KROČEJOVÁ NEPRŮZVUČNOST

 

Stavební konstrukce ve smyslu ČSN 730532/ 2000, při respektování Změny Z1/2005 se posuzují na:

● vzduchovou neprůzvučnost kritériem R´_w,

● hladinu normalizovaného kročejového zvuku kritériem L´_nw.

Pro jednodušší hodnocení zvukověizolačních vlastností konstrukcí se zavádí veličina – vážená laboratorní neprůzvučnost R_w. Jedná se o jednočíselnou hodnotu určenou vážením podle normy ČSN EN ISO 717-1 z třetinooktávových hodnot R, změřených podle ČSN EN ISO 140-3.

Rozdíl mezi váženou stavební neprůzvučností R´_w a váženou laboratorní neprůzvučností R_w (hodnota získaná v laboratoři) je daný korekcí k, která je závislá na přenosu zvuku bočními cestami.

 

R´_w =  R_w – k [dB]

Pro jednovrstvé homogenní plošné konstrukce z klasických stavebních materiálů (cihla, beton) k = 2 dB, pro složitější konstrukce může nabývat korekce k i mnohem vyšších hodnot.

 

DVOJITÉ KONSTRUKCE Z LEHKÝCH DESEK

 

Pro dosažení požadovaných zvukoizolačních vlastností vnitřních příček je výhodnější místo zvyšování plošné hmotnosti použít lehkých dvojitých konstrukcí. Konstrukce se skládá z nosného systému (dřevěné nebo kovové profily) a z oboustranného opláštění deskami (jednoduché nebo dvojité opláštění systémovými deskami s plošnou hmotností jedné desky nižší než 40 kg/m²), které jsou odděleny vzduchovou mezerou vyplněnou pružnou minerální izolací.

S vyšší plošnou hmotností desky roste i její neprůzvučnost. Zvýšení plošné hmotnosti u lehkých desek lze dosáhnout použitím větší tloušťky desek, použitím těžších (např. protipožárních) desek nebo složením pláště ze dvou nebo více vrstev lehkých desek. Pokud je ovšem dílčí deska ohybově měkká a má vysokou plošnou hmotnost, pak se zhoršují tlumicí účinky této vrstvy silným rozkmitáním desky. Tento jev pomůže odstranit asymetrické provedení opláštění konstrukce.

Pro opláštění se používají desky na bázi dřevní hmoty (cementotřískové, cementoštěpkové, dřevotřískové) a sádry (sádrokartonové, sádrovláknité).

Jak pro lehké, tak pro těžké zdvojené příčky lze jednoznačně doporučit asymetrické provedení opláštění konstrukce. Tím dojde k odstranění nebo aspoň utlumení rezonančních efektů, a tudíž ke zlepšení akustických vlastností příčky. U lehké sádrokartonové příčky to znamená použít různé tloušťky desek na pláštích příčky nebo dosáhnout asymetrie zdvojením desek na jedné straně příčky. Význam vlivu asymetrie je zřejmý z výsledků měření – zdvojením i druhého pláště příčky sice zvýšíme hmotnost konstrukce, ale dojde ke ztrátě asymetrie a výsledkem je stejná neprůzvučnost jako u příčky pouze se třemi deskami. Dvojité opláštění je z hlediska útlumu zvuku účinnější než jednoduché opláštění ve stejné tloušťce. Spojení dvou desek nesmí být ovšem provedeno lepením, ale např. sponkami, hřebíky apod.

Dílčí stěny mohou být vzájemně spojeny lehkými kovovými nebo masivními dřevěnými profily nebo mohou být provedeny bez vzájemného propojení. Největšího útlumu se dosáhne, pokud se co nejvíce redukuje přenos zvuku, tzn. že se dílčí vrstvy vzájemně nepropojí. Akusticky nejvýhodnější jsou dva konstrukčně nezávislé kovové rošty.

Vzduchová mezera působí mezi dvěma vrstvami jako tlumicí pružina, čím je větší, tím je pružnější a znamená vyšší útlum zvuku (maximální účinná tloušťka izolace je do cca 200 mm).

 

Pohltivá výplň ve vzduchové mezeře:

Akusticky absorbující materiál ve vzduchové mezeře zvyšuje tlumicí účinek, vlákna izolace rozbíjejí zvukové vlny a snižují tak zvukovou energii. Důležitou vlastností izolačního materiálu je dynamická tuhost, čím je nižší, tím je materiál pružnější a lépe tlumí zvuk. Proto jsou do vzduchových dutin vhodné materiály na bázi minerálních – čedičových nebo skelných vláken (Rockwool, Orsil, Isover) a nikoliv materiály s uzavřeným povrchem a vysokou dynamickou tuhostí (např. polystyrén). Minimální tloušťka izolace by měla dosahovat alespoň 60 % objemu vzduchové dutiny. Optimální objemová hmotnost pohltivé výplně se pohybuje v intervalu 45 až 65 kg/m^3. Pro materiály lehčí může hrozit postupné sesednutí v konstrukci vlivem mikrovibrací (následná dutina pak vytvoří akustický most zásadně zhoršující parametry příčky) a také jejich akustické vlastnosti nedosahují potřebných parametrů.

Odizolováním stěny od přilehlých konstrukcí se přeruší akustické mosty a tím se výrazně omezí přenos zvuku vedlejšími cestami. Existence akustických mostů v konstrukci způsobuje výrazný pokles R_w do té míry, že neprůzvučnost dvojité stěny se snižuje až na úroveň stěny jednoduché.

 

 

● Kovové obvodové profily (vodítka) musí být po celém svém obvodu akusticky (podložením profilů trvale pružnou separační páskou nebo trvale pružným tmelem) odděleny od stávajících stěn, podlah a stropů (obr. 5);

 

● Spáry desek mezi sebou se vyplňují sádrovým tmelem s použitím výztužné pásky;

● Styk mezi stěnou a deskami se těsní spárovacím nebo trvale plastickým tmelem. Pro akustické příčky se doporučuje pouze plastický tmel.

● Ve spojích mezi deskami a stěnami nesmí být žádný otvor ani spára;

● Vyplnění na celou tloušťku příčky akustickou izolací má podstatný vliv na zlepšení vzduchové neprůzvučnosti;

● Zvýšení počtu sádrokartonových desek zlepšuje vzduchovou neprůzvučnost;

● Použitím různých tlouštěk plášťů na jednotlivých stranách příčky se zlepší akustické vlastnosti příčky (jak vzduchová neprůzvučnost, tak i frekvenční charakteristika);

● Zdvojené, na sobě nezávislé stěny, dosahují nejlepších akustických vlastností;

● Dilatační oddělení mezi lehkou deskou a nosným kovovým profilem (stačí jednostranně) samolepicí páskou PE výrazně zlepšuje vzduchovou neprůzvučnost;

● Akustická lehká příčka s garantovanými vlastnostmi (sádrokartonová, sádrovláknitá) rozhodně není tím správným místem k šetření na materiálu nebo k záměně značkových komponent za neznačkové. Toto se týká všech prvků konstrukce (desky, profily, izolační materiál, spojovací materiál). Např. použitím nesystémových profilů klesne neprůzvučnost až o 4 dB;

● Montáž příček musí být prováděna v souladu s technologickými předpisy výrobce;

● Rozvody vody, kanalizace a topení v akustické příčce pokud možno nevedeme. Tyto rozvody a místa prostupů jsou akustickými mosty a velmi výrazně zhoršují vzduchovou neprůzvučnost;

● U plovoucích podlah příčku osazujeme na nosnou konstrukci, ne na roznášecí vrstvy plovoucí podlahy (viz následující obrázky).

 

V tabulkách 2 až 4 jsou uvedeny hodnoty vážených laboratorních neprůzvučností R_w dvojitých příček z lehkých desek od různých výrobců. Do přehledu byly vybrány deskové systémy KNAUF, RIGIPS a FERMACELL. Vždy je dobré si ověřit z podkladů výrobce, jakým způsobem jsou hodnoty vzduchových neprůzvučností stanoveny. Některé údaje bývají odvozeny pouze výpočtem, jiné jsou změřeny podle platných norem. Solidní výrobce na tyto skutečnosti vždy upozorní.

Ovšem je třeba si uvědomit, že se ve všech případech jedná o hodnoty vážené laboratorní neprůzvučnosti. Pro dodržení požadovaných hodnot vážené stavební neprůzvučnosti je třeba, aby laboratorní hodnoty byly minimálně o 5 až 6 dB vyšší.

Pokud je třeba dosáhnout ještě vyšších hodnot vážené stavební neprůzvučnosti, doporučuje se provést dvojitou příčku s dvojitou konstrukcí (kovovými profily) a vzniklé dutiny vyplnit izolantem.

 

Pro orientační stanovení vzduchové neprůzvučnosti dvojité sádrokartonové příčky můžeme použít grafickou metodu.

1. Odvození vážené neprůzvučnosti dvojité příčky se vzduchovou mezerou bez pohltivé výplně R_w1:

 

R_w1 =  R_wd + ΔR_w + C,

kde:

● R_wd je neprůzvučnost jedné desky odvozená z nomogramu (obr. 10) v závislosti na plošné hmotnosti desky a její materiálové konstantě K (tab. 5),

 

● ΔR_w je přírůstek neprůzvučnosti v závislosti na tloušťce vzduchové mezery a typu spojení desek (obr. 11),

● C je přírůstek neprůzvučnosti zdvojením desek (4 až 9 dB).

 

2. Odvození vážené laboratorní neprůzvučnosti dvojité příčky se vzduchovou mezerou s pohltivou výplní R_w2:

 

JIŘÍ VAVERKA

1) ČSN 730532/2000, při respektování Změny Z1/2005.

2) Skotnicová, I. – Řezáč, M. – Vaverka, J.: Odhlučňování staveb, ERA 2007.