Hodnocení zvukové izolace v budovách je založeno na porovnávání hodnot jednočíselných veličin zvukové izolace s normovými požadavky. Tyto veličiny vyjadřují schopnost budovy nebo její části snižovat přenos zvuku mezi místnostmi nebo přenos zvuku z venkovního prostředí do místnosti. Podle charakteru zdroje zvuku se rozlišuje izolace vůči zvuku přenášenému vzduchem a izolace vůči kročejovému zvuku.
Do první kategorie zdrojů zvuku patří ty, které vyzařují zvuk do svého okolí – například hlasové projevy osob nebo zvířat, reprodukovaná hudba, pozemní doprava apod. Druhá skupina reprezentuje především zdroje, které působí hluk prostřednictvím mechanických impulzů na stavební konstrukce – např. chůze osob po po-dlaze, pády předmětů na podlahu apod.
Pro hodnocení izolace vůči zvuku přenášenému vzduchem se používají veličiny vzduchové neprůzvučnosti. Ty jsou vesměs založené na změřeném rozdílu hladin akustického tlaku mezi (hlučnou) místností zdroje L1 [dB] a (chráněnou) místností příjmu L2 [dB], jak je znázorněno na obr. 1. Vyšší rozdíl hladin znamená vyšší vzduchovou neprůzvučnost. Nejčastěji používanými veličinami jsou stavební neprůzvučnost R’ [dB] a normovaný rozdíl hladin DnT [dB] nebo Dn [dB]. Tyto veličiny jsou kmitočtově závislé a stanovují se v rozsahu běžného zvukověizolačního pásma, tj. pro třetinooktávová pásma od 100 Hz do 3150 Hz. Obvykle se tedy jedná o soubor 16 hodnot, z nichž se postupem popsaným v [2] ČSN EN ISO 717-1 stanoví hodnoty jednočíselných „vážených“ veličin R’w, DnT,w nebo Dn,w. Tento postup spočívá v porovnání zjištěných (změřených) hodnot neprůzvučnosti nebo rozdílu hladin s normovými (referenčními) hodnotami (směrnou křivkou SK) – viz obr. 1.
Směrná křivka dává jednotlivým kmitočtům určitou váhu, skutečný charakter rušivého zvuku však nezohledňuje. Stanovená hodnota tak představuje stavebněfyzikální parametr, který je úzce svázán se stavební konstrukcí, nikoliv však s akustickým prostředím, ve kterém je zabudována. Takto konstrukčně orientovaný systém hodnocení se dlouhodobě používá ve většině evropských zemí včetně ČR.
Pro hodnocení izolace vůči kročejovému zvuku se používají veličiny kročejové neprůzvučnosti. Ty jsou založené na změřené hladině akustického tlaku L2 [dB] v (chráněné) místnosti příjmu, způsobené provozem normalizovaného zdroje kročejového zvuku na zkoušené podlaze. Nižší hladina akustického tlaku znamená vyšší kročejovou neprůzvučnost. Nejčastěji používanými veličinami jsou normovaná hladina akustického tlaku kročejového zvuku L’n [dB] nebo L’nT [dB]. Tyto veličiny jsou kmitočtově závislé a stanovují se v rozsahu běžného zvukověizolačního pásma, tj. pro třetinooktávová pásma od 100 Hz do 3150 Hz. Obvykle se tedy jedná o soubor 16 hodnot, z nichž se postupem popsaným v [3] ČSN EN ISO 717-2 stanoví hodnoty jednočíselných „vážených“ veličin L’n,w nebo L’nT,w. Tento postup spočívá v porovnání zjištěných (změřených) hodnot hladiny kročejového zvuku s normovými (referenčními) hodnotami (směrnou křivkou SK) – viz obr. 2.
V publikaci [8] se uvádí, že v současné době se veličina R’w nebo DnT,w používá ve 22 zemích a L’n,w nebo L’nT,w dokonce ve 26 zemích. Přesto v posledních letech sílí snahy o změnu tohoto systému na „uživatelsky orientovaný“. Jeho cílem je do hodnocení zvukové izolace zavést veličiny, které budou lépe korelovat se subjektivním hodnocením akustického prostředí uživateli staveb, tj. se skutečně vnímanou mírou zvukové izolace. Tento systém vychází z veličin akustické imise, které se dnes používají zejména pro hodnocení účinku hluku z definovatelných zdrojů na člověka podle Nařízení vlády č. 272/2011 Sb. o ochraně před nepříznivými účinky hluku a vibrací [1]. Sem patří zejména hladina akustického tlaku A (LA [dB]). V případě vzduchové neprůzvučnosti se tak dává přednost jednočíselným veličinám, které reprezentují rozdíl hladin akustického tlaku A mezi místností zdroje a místností příjmu. Pro kročejový zvuk potom přímo hladině akustického tlaku A v chráněné místnosti.
Podobné snahy byly zaznamenány již na konci 20. století, kdy byly do norem zavedeny nové veličiny/doplňková kritéria – faktory přizpůsobení spektru C a Ctr. Tyto faktory se dnes běžně uvádějí v závorce za hodnotou základní vážené veličiny, např. Rw (C; Ctr). Faktory přizpůsobení spektru C a Ctr zohledňují vliv tvaru kmitočtového spektra rušivého zvuku na vzduchovou neprůzvučnost.
Faktor přizpůsobení spektru C se vztahuje k růžovému šumu, který reprezentuje následující zdroje zvuku: činnosti v bytě (hovor, hudba, rozhlas, televize), dětské hry, kolejovou dopravu pro střední a vysoké rychlosti a dálkovou silniční dopravu nad 80 km/h. Faktor C se tedy používá zejména pro vnitřní dělicí konstrukce.
Faktor přizpůsobení spektru Ctr se vztahuje k tvaru spektra hluku silniční dopravy, který reprezentuje městskou dopravu, kolejovou dopravu pro nízké rychlosti, disko hudbu apod., používá se tedy především pro obvodové pláště budov. Pro kročejový zvuk byl zaveden faktor CI.
Faktory přizpůsobení spektru se nepoužívají samostatně, ale dohromady se základní veličinou zvukové izolace, ke které se standardně přičítají. Výsledné veličiny R’w + C nebo DnT,w + C v podstatě představují již zmíněný rozdíl hladin akustického tlaku A mezi místností zdroje a místností příjmu. Veličina L’n,w + CI potom zhruba odpovídá vážené hladině akustického tlaku A vznikající chůzí po všech typech stropů. V obou případech tedy platí, že uplatnění faktorů přizpůsobení spektru vede k subjektivně orientovanému hodnocení zvukové izolace.
Přes tyto výhody se uvedený způsob hodnocení dodnes prakticky nepoužívá. Podle ČSN 73 0532 [4] je doporučený pro situace, kdy jsou na zvukovou izolaci kladeny zvýšené požadavky. Pro většinu běžných stavebních konstrukcí jsou faktory přizpůsobení spektru C a Ctr celá záporná čísla. Pro jednoduché zděné stavební konstrukce faktor C běžně nabývá hodnot od –1 do –2 dB a faktor Ctr –1 až –7 dB. Pro lehké dvojité stavební prvky bývají hodnoty faktorů ještě nižší.
Na příkladu na obr. 3 jsou znázorněny kmitočtové průběhy laboratorní neprůzvučnosti dvou různých stěn se stejnou hodnotou vážené neprůzvučnosti Rw = 42 dB. Plná čára reprezentuje jednoduchou příčku z plných cihel tl. 65 mm s oboustrannou omítkou [Rw (C; Ctr) = 42 (0; –3) dB] a čárkovaná čára dvojitou příčku s dřevěnými sloupky a dvojitým opláštěním sádrokartonovými deskami [Rw (C; Ctr) = 42 (–5; –11) dB]. Z obrázku je zřejmé, že ačkoliv vážená neprůzvučnost obou prvků je totožná, křivky neprůzvučností jsou zcela odlišné. V důsledku toho je také různý rozdíl hladin akustického tlaku A, který odpovídá součtu Rw + C, tj. pro zdivo 42 + 0 = 42 dB, zatímco pro sádrokartonovou příčku 42 – 5 = 37 dB. Jinými slovy, pro hluk z užívání bytu poskytuje zděná příčka až o 5 dB vyšší ochranu před hlukem.
Další významnou změnou v hodnocení zvukové izolace, o jejímž zavedení se v současné době uvažuje, má být rozšíření zvukověizolačního pásma pod 100 Hz. Dnes je standardní zvukověizolační pásmo ohraničeno kmitočty 100 Hz a 3150 Hz. Vychází se z předpokladu, že zvuky o vyšších kmitočtech bývají stavebními konstrukcemi dostatečně tlumeny, zatímco na zvuk o nízkých kmitočtech je lidský sluch méně citlivý. Ukazuje se však, že zvláště pro lehké vícenásobné prvky je stávající rozsah zvukověizolačního pásma nedostačující. Tyto prvky totiž v důsledku malé plošné hmotnosti a rezonance typu hmotnost-poddajnost-hmotnost mívají v oblasti pod 100 Hz nízkou neprůzvučnost ve srovnání s tradičními zděnými konstrukcemi. To se projevuje tím, že i zvuk v rozsahu 50 Hz až 100 Hz se u těchto prvků může stávat rušivým. Nové veličiny proto vesměs počítají s rozšířením zvukověizolačního pásma na 50 Hz. Z pohledu stávajícího systému se nejedná o úplnou novinku, neboť i dnes se faktory přizpůsobení spektru běžně uvádějí v rozšířeném zvukověizolačním pásmu C50–3150, C50–5000, Ctr,50–5000, apod. Například pro vnitřní dělicí konstrukce tak veličiny R’w + C50–3150 nebo DnT,w + C50–3150 již v podstatě představují zmíněný rozdíl hladin akustického tlaku A mezi místností zdroje a místností příjmu stanovený od 50 Hz.
Vývoj v oblasti hodnocení zvukové izolace v budovách (uvažované zohlednění vlivu tvaru spektra rušivého zvuku na hodnoty jednočíselných veličin a rozšíření zvukověizolačního pásma pod 100 Hz) směřuje k systému, který bude více odpovídat subjektivnímu vnímání zvukové izolace uživateli staveb. Na druhou stranu je třeba poznamenat, že takový systém může velmi zkomplikovat navrhování a hodnocení staveb, která jsou založená na výpočtech a (nebo) akustických měřeních. Výpočtový odhad vzduchové neprůzvučnosti stavebních prvků pod 100 Hz je velmi obtížný, neboť v této oblasti je neprůzvučnost ovlivněna vlastními rezonancemi konstrukcí. Rovněž zvukové pole v místnostech běžných rozměrů není v této kmitočtové oblasti difuzní, což významně snižuje přesnost měření. Zavedení nového systému hodnocení tak může vést ke změnám v mnoha dalších oblastech stavební akustiky, na které je nezbytné se připravit.
JIŘÍ NOVÁČEK
Literatura:
1) Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací.
2) ČSN EN ISO 717-1 Akustika – Hodnocení zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách – Část 1: Vzduchová neprůzvučnost.
3) ČSN EN ISO 717-2 Akustika – Hodnocení zvukové izolace stavebních konstrukcí a v budovách – Část 2: Kročejová neprůzvučnost.
4) ČSN 730532 Akustika – Ochrana proti hluku v budovách a související akustické vlastnosti stavebních výrobků – Požadavky.
5) KAŇKA, J. a J. NOVÁČEK. Stavební fyzika 3 – Akustika pozemních staveb. Praha: ČVUT, 2015.
6) SCHOLL, W. ISO 16717 – Revision of Single-Number Quantities for Sound Insulation in Buildings: State of Discussion, Internoise 2013, Innsbruck, Austria, 2013.
8) COST Action TU0901: Building acoustics throughout Europe, Volume 1: Towards a common Framework in building acoustics throughout Europe, 2014.
Ing. Jiří Nováček, Ph.D., (*1979)
je absolventem Stavební fakulty ČVUT v Praze, kde v současnosti působí na katedře konstrukcí pozemních staveb jako akademický pracovník. Zároveň je vedoucím akustické laboratoře v Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT v Buštěhradě.
