AKUSTYKA W LEKKIEJ OBUDOWIE HAL. Marek Niemas

Transkrypt

1 AKUSTYKA W LEKKIEJ OBUDOWIE HAL Marek Niemas

2 Zakres prezentacji Pojęcia podstawowe z akustyki. Akustyka budowlana, parametry. Wymagania akustyczne w Polsce i w Europie. Wytyczne DAFA ID 4.06 i ich znaczenie.

3 Pojęcia podstawowe z akustyki Dźwięk / Hałas Dźwięk jest to zjawisko fizyczne, polegające na drganiach mechanicznych ośrodka sprężystego, działające na organ słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu człowieka, przy czym drgania te rozchodzą się w postaci fal. Hałas są to wszelkie niepożądane, nieprzyjemne, dokuczliwe lub szkodliwe drgania mechaniczne ośrodka sprężystego, działające za pośrednictwem powietrza na organ słuchu i inne zmysły oraz elementy organizmu człowieka.

4 Pojęcia podstawowe z akustyki Budowa ucha ludzkiego wrażenie wywołane falą dźwiękową, które można nazwać procesem słyszenia

5 Pojęcia podstawowe z akustyki Widma dźwięku / hałasu

6 Pojęcia podstawowe z akustyki Własności dźwięku / hałasu

7 Pojęcia podstawowe z akustyki Widma dźwięku / hałasu

8 Pojęcia podstawowe z akustyki Zakres słyszenia człowieka

9 Pojęcia podstawowe z akustyki Jednostka dźwięku / hałasu Poziom ciśnienia akustycznego L p =10lg(p 2 /p 02 )=20lg(p/p 0 ), db gdzie: p p 0 -ciśnienie akustyczne, Pa -ciśnienie akustyczne odniesienia; p 0 = 2 x 10-5 Pa

10 Pojęcia podstawowe z akustyki Zakres występujących hałasów

11 Pojęcia podstawowe z akustyki Sumowanie źródeł dźwięku / hałasu

12 Pojęcia podstawowe z akustyki Odczuwanie hałasu Zależnie od miejsca i czasu występowania, charakteru źródła i poziomu dźwięku, hałas może być odczuwany jako dokuczliwy a zatem może: dawać poczucie dyskomfortu, utrudniać sen, utrudniać odpoczynek lub koncentrację uwagi, powodować rozdrażnienie, zakłócać komunikację słowną, powodować drażliwość, powodować zaburzenia orientacji, powodować podwyższone ciśnienia krwi, powodować bóle i zawroty i głowy, u małych dzieci budzi duży niepokój, niepewność, zagubienie, powoduje płacz.

13 Akustyka budowlana, parametry Parametry izolacyjności akustycznej Izolacyjność akustyczna właściwa (od dźwięków powietrznych) R(f) = L 1 (f) L 2 (f) + 10log(S/A(f)) gdzie: L 1 (f) poziom ciśnienia akustycznego (nadawczy - źródła), db L 2 (f) poziom ciśnienia akustycznego (odbiorczy), db A(f) chłonność akustyczna pomieszczenia odbiorczego, m 2 S powierzchnia próbki, m 2 Pomiar w laboratorium wg PN EN ISO ,2,4,5:2011 (zależna od częstotliwości)

14 Akustyka budowlana, parametry Parametry izolacyjności akustycznej Wskaźniki oceny akustycznej R w (C ; C tr ) gdzie R w ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej, db C widmowy wskaźnik adaptacyjny dla np. hałasu lotniczego, db C tr widmowy wskaźnik adaptacyjny dla hałasu ulicznego, db Obliczenia wg PN EN ISO 717-1:1999.

15 Akustyka budowlana, parametry Parametry izolacyjności akustycznej Jednoliczbowe wskaźniki oceny akustycznej uwzględniające kształt widma hałasu oraz korekcję A (ucha ludzkiego) R A1 = R W + C R A2 = R W + C tr R A2 = R W + C tr R A1 = R W + C NISKIE ŚREDNIE WYSOKIE pasma częstotliwości

16 Akustyka budowlana, parametry Parametry izolacyjności akustycznej Izolacyjność akustyczna właściwa (od dźwięków uderzeniowych) L n (f) = L 2 (f) - 10log(A 0 /A(f)) gdzie: L 2 (f) poziom ciśnienia akustycznego (odbiorczy), db A(f) chłonność akustyczna pomieszczenia odbiorczego, m 2 A 0 wzorcowa chłonność akustyczna odniesienia, A 0 = 10 m 2 Pomiar w laboratorium wg PN EN 140-6:1999 (zależna od częstotliwości)

17 Akustyka budowlana, parametry Parametry izolacyjności akustycznej Wskaźniki oceny akustycznej L n (C I ) gdzie: L n poziom uderzeniowy znormalizowany, db C I widmowy wskaźnik adaptacyjny, db Obliczenia wg PN EN ISO 717-2:1999.

18 Akustyka budowlana, parametry Właściwości dźwiękochłonne, parametry α s - pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku (dla pasm 1/3 oktawowych - chłonność odniesiona do 1 m 2 ) wyznaczany zgodnie z normą PN EN 20354:2005 α p - praktyczny współczynnik pochłaniania dźwięku, dla pasm oktawowych, wartość średnia αp, wyznaczany zgodnie z normą PN EN ISO 11654:1999 α w - wskaźnik pochłaniania dźwięku wielkość jednoliczbowa, określana z αp wg PN EN ISO11654:1999 L, M, H wyznaczniki kształtu charakterystyki pochłaniania dźwięku

19 Akustyka budowlana, parametry Właściwości dźwiękochłonne, parametry Klasa pochłaniania dźwięku Wskaźnik pochłaniania α w A 0.90, 0.95, 1.00 B 0.80, 0.85 C 0.60, 0.65, 0.70, 0.75 D 0.30, 0.35, 0.40, 0.45, 0.50, 0.55 E 0.25, 0.20, 0.15 Nie - klasyfikowane 0.10, 0.05, 0.00 Praktyczny współczynnik pochłaniania Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D Klasa E f (Hz)

20 Akustyka budowlana, parametry Normy pomiarowe Wykaz norm do wykonywania badań izolacyjności akustycznej w warunkach laboratoryjnych Badane parametry Nr normy Tytuł normy izolacyjność akustyczna od dźwięków powietrznych elementów budowlanych takich jak ściany wewnętrzne, stropy, drzwi, okna, przegrody zewnętrzne i inne elementy w tym małe elementy np. (elementy wentylacyjne) PN EN ISO :2011 PN EN ISO :2011 PN EN ISO :2011 PN EN ISO :2011 Akustyka Pomiary laboratoryjny izolacyjności akustycznej elementów budowlanych Część 1: Zasady stosowania dla określonych wyrobów Część 2: Pomiar izolacyjności od dźwięków powietrznych Część 4: Procedury pomiarowe i wymagania Część 5: Wymagania dotyczące laboratoryjnych stanowisk badawczych i wyposażenia

21 Akustyka budowlana, parametry Normy pomiarowe Wykaz norm do wykonywania badań izolacyjności akustycznej w warunkach laboratoryjnych cd. Badane parametry Nr normy Tytuł normy współczynnik pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych, przedmiotów i urządzeń stanowiących elementy wyposażenia wnętrz PN - EN 20354:2005 Akustyka. Pomiar pochłaniania dźwięku w komorze pogłosowej sztywność dynamiczna materiałów używanych w pływających podłogach PN-ISO :1994 Ap1:1999 Akustyka. Określenie sztywności dynamicznej. Materiały stosowane wpływających podłogach w budynkach mieszkalnych

22 Akustyka budowlana, parametry Normy pomiarowe Wykaz norm do wykonywania badań izolacyjności akustycznej w warunkach terenowych c.d. Badane parametry Nr normy Tytuł normy izolacyjność akustyczna od dźwięków uderzeniowych stropów PN EN ISO 140 7:2000 Akustyka Pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej od dźwięków uderzeniowych stropów

23 Akustyka budowlana, parametry Normy pomiarowe Wykaz norm do wykonywania badań izolacyjności akustycznej w warunkach terenowych Badane parametry Nr normy Tytuł normy izolacyjność akustyczna od dźwięków powietrznych przegród wewnętrznych, stropów, drzwi PN EN ISO 140 4:2000 Akustyka Pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych między pomieszczeniami izolacyjność akustyczna od dźwięków powietrznych przegród zewnętrznych, okien, drzwi balkonowych, elementów wentylacyjnych PN EN ISO 140 5:1999 Akustyka Pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych Pomiary terenowe izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych ściany zewnętrznej i jej elementów

24 Wymagania w Polsce i UE Przepisy krajowe Ustawa Prawo budowlane z 1994 r. wraz z późniejszymi zmianami Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki ich usytuowanie Nowelizacja z 2004 r Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 2002 r. wprowadzająca zestaw norm zawierających wymagania akustyczne Nowelizacja z 2009 r Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 2002 r. wprowadzająca zestaw norm zawierających metody pomiarowe wielkości wibroakustycznych na których oparte są wymagania Te przepisy są obligatoryjne, co oznacza, że każdy oddawany budynek musi spełniać zawarte w nich wymagania!!!

25 Wymagania w Polsce i UE Przepisy krajowe Rozporządzenie w sprawie warunków technicznych Rozdział IX Ochrona przed hałasem i drganiami podaje: Ogólne wymagania (usytuowanie budynku, pomieszczeń, stosowanie zabezpieczeń akustycznych w konstrukcji budynku, w systemach instalacyjnych) Wymagania skwantyfikowane podane w normach przywołanych w Rozporządzeniu PN 87/B 02151/02 PN B :1999 PN 88/B Spełnienie tych wymagań może być sprawdzone pomiarowo

26 Lp. Przeznaczenie budynku Rodzaj przegrody wewnętrznej lub jej elementu Wymagania w Polsce i UE Przepisy krajowe Wymagania dot. izolacyjności akustycznej przegród wewnętrznych (wybór z PN B :1999) Wymagania [db] min max R A1 lub D nt,a1 1 Budynki mieszkalne ściana międzymieszkaniowa 50 2 wielorodzinne drzwi wejściowe do mieszkania 25 3 strop międzymieszkaniowy stropy korytarzy i klatek 53 *) schodowych 5 ściana między mieszkaniem a pomieszczeniem technicznym 6 strop między mieszkaniem a pomieszczeniem technicznym 7 ściany działowe w obrębie mieszkania *) dotyczy rozprzestrzeniania się dźwięków w kierunku poziomym i ukośnym L n,w

27 Wymagania dot. izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych (wybór z PN B :1999) c.d. Miarodajny poziom dźwięku A hałasu zewnętrznego, db Dzień Noc *), **) Zakres minimalnych wartości wskaźnika R A2 (R A1 ) przegród zewnętrznych, wymaganych dla różnego typu pomieszczeń, db Budynki mieszkalne Hotele Budynki biurowe Wymagania w Polsce i UE Przepisy krajowe Szkoły Szpitale, przychodnie do 45 do *) Jeżeli w pomieszczeniu znajduje się więcej niż jedna przegroda zewnętrzna z oknami, wymagania należy zwiększyć o wartości 10lgn (n liczba przegród zewnętrznych z oknami w danym pomieszczeniu) **) Izolacyjność akustyczna ścian zewnętrznych i stropodachów bez okien wyrażona wskaźnikiem oceny R A powinna być większa o 10 db od wartości wymaganych dla ściany zoknami

28 Wymagania w Polsce i UE (Izolacyjność od dźwięków powietrznych) Państwo / norma / przepis Polska: PN-B :1999 Anglia The Building Regulations 2000 (Amendments 2004) Dania: DS 490, 2001 Finlandia SFS 5907:2004 Holandia NEN 1070 Niemcy DIN 4109 (1989) Symbol klasy, parametr normowany, wartość wymagań w db Standard podstawowy R w + C (D nt,w + C ) 1) ściany 50, stropy 51 Standard podwyższony - - D nt,w + C tr Klasa C R w 55 Klasa C R w 55 k=3 D nta = D nt,w + C 52 R w ściany 53, stropy 54 Klasa B R w + C Klasa B R w + C k=2 D nta = D nt,w + C 57 Klasa A R w + C Klasa A R w + C k=1 D nta = D nt,w + C Niemcy DIN (2000) - SST II R w ściany 56 stropy 57 SST III R w ściany 59 stropy 60 Norwegia NS 8175:2005 Klasa C R w 55 1) C I, uwzględnia się tylko w przypadku, gdy C I, db Klasa B R w + C Klasa A R w + C

29 Wymagania w Polsce i UE (Izolacyjność od dźwięków uderzeniowych) Państwo/norma/przepis Polska: PN-B :1999 Anglia The Building Regulatios 2000 (Amendments 2004 Symbol klasy, parametr normowany, wartość wymagań w db Standard podstawowy L n, w 58 Standard podwyższony - - L nt,w Dania: DS 490, 2001 Klasa C L n,w 53 Klasa B 1) L nw + C I, Klasa A 1) L nw + C I, Finlandia SFS 5907:2004 Klasa C L n,w 53 Klasa B 1) L nw + C I, Klasa A 1) L nw + C I, Holandia NEN 1070 (1999). k=3 L nta 53 k=2 L nta 48 k=1 L nta 43 Niemcy DIN 4109 (1989) L n,w Niemcy DIN (2000) - SST II L n,w 46 SST II L n,w 39 Norwegia NS 8175:2005 Klasa C L n,w 53 Klasa B L n,w + C I, Klasa A L n,w + C I, ) C I, uwzględnia się tylko w przypadku, gdy C I, db

30 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne -przykłady Typ ściany 10-3: Poz. 1:Stalowa blacha kasetowa perforowana 600/100/0,88 mm, stopień perforacji 17,9% Poz. 2: Płyta warstwowa grubości 120 mm z rdzeniem z wełny mineralnej, z okładzinami z blachy stalowej, niewidoczne mocowanie Poz. 3:Stalowy profil Z 60/40/60 mm Poz. 4:Taśma uszczelniająca Typ 1, 15/3-9 mm Poz. 5:Taśma uszczelniająca Typ 1, 15/2-6 mm Poz. 6:Łaczniki zgodne z dokumentemz Poz. 7:Łączniki zgodne z dokumentemz Poz. 8:Izolacja z wełny mineralnej, d=130 mm, RG(ρ)=50 kg/m³ Poz. 9: Warstwa powietrzna d=40 mm Poz. 10: Przekładka z taśmy termoizolacyjnej 60x5,0 mm Poz. 11: Deska drewniana Typ ściany 10-4: jak Typ ściany 10-3, lecz Poz. 9: Warstwa izolacji termicznej z wełny mineralnej, d=40 mm, RG(ρ)=50 kg/m³ Typ ściany 10-6: jak Typ ściany 10-5, lecz Poz. 9: Izolacja z wełny mineralnej, d=40 mm, RG(ρ)=50 kg/m³

31 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne -przykłady Konstrukcja ścienna izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 10, , ,5 Częstotliwość [Hz] , , , , , , , , , , , , , , , , , ,1 R W (C;C tr ) = 45 (-2 ; -8) db

32 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne - przykłady Konstrukcja ścienna 10-4 pochłanianie dźwięku α S Częstotliwość [Hz] 100 0, , , , , , , , , , , , , , , , , ,66 α w = 0,75

33 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne - przykłady Konstrukcja ścienna izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 15, , ,5 Częstotliwość [Hz] , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7 R W (C;C tr ) = 50 (-2 ; -7) db

34 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne - przykłady Konstrukcja ścienna 10-6 pochłanianie dźwięku α S Częstotliwość [Hz] 100 0, , , , , , , , , , , , , , , , , ,69 α w = 0,80

35 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Przekrój A-A Przekrój B-B Typ dachu 4M: Poz. 1: akustyczna (perforowana)stalowa blacha trapezowa 135/310/0,75, stopień perforacji ok. 19% Poz. 2: mata dźwiękochłonna na włókninie, grubości 20 mm, szerokości 280 mm Poz. 3: wkładka z wełny mineralnej wypełniająca profil, duże przetłoczenie Poz. 4: profil krawędziowy usztywniający Poz. 5: paroizolacja z folii polietylenowej, d 0,25 mm s d 100 m Poz. 6: izolacja z wełny mineralnej, d=120 mm RG(ρ)=140 kg/m 3 Poz. 7: izolacja wodochronna z folii z tworzywa sztucznego, grubości 1,5 mm Poz. 8: kątownik Poz. 9: szyna mocująca Poz. 10: masa uszczelniająca Poz. 11: belka z drewna klejonego (obwodowa) Typ dachu 6M jak typ dachu 4M, ale Poz. 5: paroizolacja ze zgrzewanej papy bitumicznej d 4,0 mm s d 1500 m

36 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 4M -izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 13, ,6 80 9,2 Częstotliwość [Hz] , , , , , , , , , , , , , , , , , ,9 R W (C;C tr ) = 37(-2 ; -8) db

37 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 4M pochłanianie dźwięku Częstotliwość [Hz] α s 0,41 0,26 0,64 0,72 0,76 0,75 0,75 0,74 0,76 0,69 0,68 0,68 0,62 0,62 0,62 0,63 0,66 0,67 α w = 0,65 (L)

38 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 4M -izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 14, , ,7 Częstotliwość [Hz] , , , , , , , , , , , , , , , , , ,5 R W (C;C tr ) = 41(-1 ; -7) db

39 Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 6M pochłanianie dźwięku Częstotliwość [Hz] α s 0,21 0,17 0,43 0,55 0,58 0,56 0,58 0,62 0,62 0,60 0,58 0,61 0,62 0,61 0,60 0,62 0,62 0,63 α w = 0,60