AKUSTYKA W LEKKIEJ OBUDOWIE HAL Marek Niemas
Zakres prezentacji Pojęcia podstawowe z akustyki. Akustyka budowlana, parametry. Wymagania akustyczne w Polsce i w Europie. Wytyczne DAFA ID 4.06 i ich znaczenie.
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.
Pojęcia podstawowe z akustyki Budowa ucha ludzkiego wrażenie wywołane falą dźwiękową, które można nazwać procesem słyszenia
Pojęcia podstawowe z akustyki Widma dźwięku / hałasu
Pojęcia podstawowe z akustyki Własności dźwięku / hałasu
Pojęcia podstawowe z akustyki Widma dźwięku / hałasu
Pojęcia podstawowe z akustyki Zakres słyszenia człowieka
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
Pojęcia podstawowe z akustyki Zakres występujących hałasów
Pojęcia podstawowe z akustyki Sumowanie źródeł dźwięku / hałasu
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.
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 10140-1,2,4,5:2011 (zależna od częstotliwości)
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.
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
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)
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.
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
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 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Klasa A Klasa B Klasa C Klasa D Klasa E 250 500 1000 2000 f (Hz)
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 10140 1:2011 PN EN ISO 10140 2:2011 PN EN ISO 10140 4:2011 PN EN ISO 10140 5:2011 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
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 9052-1:1994 Ap1:1999 Akustyka. Określenie sztywności dynamicznej. Materiały stosowane wpływających podłogach w budynkach mieszkalnych
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
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
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!!!
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 02151 3:1999 PN 88/B 02171 Spełnienie tych wymagań może być sprawdzone pomiarowo
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 02151 3:1999) 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 51 58 4 stropy korytarzy i klatek 53 *) schodowych 5 ściana między mieszkaniem 55 57 a pomieszczeniem technicznym 6 strop między mieszkaniem 55 57 48 58 a pomieszczeniem technicznym 7 ściany działowe w obrębie mieszkania 30 35 *) dotyczy rozprzestrzeniania się dźwięków w kierunku poziomym i ukośnym L n,w
Wymagania dot. izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych (wybór z PN B 02151 3:1999) 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 35 20 20 20 20 20 23 46 50 36 40 20 20 20 20 20 23 51 55 41 45 20 23 20 23 20 23 23 23 28 56 60 46 50 20 23 20 23 20 23 23 23 33 61 65 51 55 23 28 23 28 23 28 28 28 38 66 70 56 60 28 33 28 33 28 33 33 33 38 71 75 61 65 33 38 33 38 33 38 38 38 *) 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
Wymagania w Polsce i UE (Izolacyjność od dźwięków powietrznych) Państwo / norma / przepis Polska: PN-B-02151-03:1999 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 100-3150 (D nt,w + C 100-3150 ) 1) ściany 50, stropy 51 Standard podwyższony - - D nt,w + C tr 45 - - 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 50-3150 58 Klasa B R w + C 50-3150 58 k=2 D nta = D nt,w + C 57 Klasa A R w + C 50-3150 63 Klasa A R w + C 50-3150 63 k=1 D nta = D nt,w + C 62 - - Niemcy DIN 4109-10 (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,50-2500 uwzględnia się tylko w przypadku, gdy C I,50-2500 0 db Klasa B R w + C 50-5000 58 Klasa A R w + C 50-5000 63
Wymagania w Polsce i UE (Izolacyjność od dźwięków uderzeniowych) Państwo/norma/przepis Polska: PN-B-02151-03:1999 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 63 - - Dania: DS 490, 2001 Klasa C L n,w 53 Klasa B 1) L nw + C I,50-2500 48 Klasa A 1) L nw + C I,50-2500 43 Finlandia SFS 5907:2004 Klasa C L n,w 53 Klasa B 1) L nw + C I,50-2500 49 Klasa A 1) L nw + C I,50-2500 43 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 53 - - Niemcy DIN 4109-10 (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,50-2500 48 Klasa A L n,w + C I,50-2500 43 1) C I,50-2500 uwzględnia się tylko w przypadku, gdy C I,50-2500 0 db
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-14.1-4 Poz. 7:Łączniki zgodne z dokumentemz-14.4-407 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
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne -przykłady Konstrukcja ścienna 10-4 -izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 10,8 63 15,4 80 14,5 Częstotliwość [Hz] 100 21,1 125 23,3 160 29,4 200 31,9 250 35,2 315 38,8 400 41,4 500 44,3 630 46,5 800 47,4 1000 49,2 1250 59,2 1600 66,7 2000 70,2 2500 74,1 3150 74,7 4000 73,2 5000 69,1 R W (C;C tr ) = 45 (-2 ; -8) db
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne - przykłady Konstrukcja ścienna 10-4 pochłanianie dźwięku α S Częstotliwość [Hz] 100 0,63 125 0,36 160 0,64 200 0,55 250 0,53 315 0,65 400 0,71 500 0,73 630 0,82 800 0,83 1000 0,82 1250 0,83 1600 0,79 2000 0,79 2500 0,76 3150 0,72 4000 0,70 5000 0,66 α w = 0,75
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne - przykłady Konstrukcja ścienna 10-6 -izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 15,9 63 21,2 80 19,5 Częstotliwość [Hz] 100 28,8 125 26,9 160 33,6 200 37,7 250 41,0 315 44,9 400 47,4 500 49,2 630 50,8 800 50,9 1000 49,8 1250 59,6 1600 66,8 2000 68,0 2500 72,4 3150 71,5 4000 69,9 5000 65,7 R W (C;C tr ) = 50 (-2 ; -7) db
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje ścienne - przykłady Konstrukcja ścienna 10-6 pochłanianie dźwięku α S Częstotliwość [Hz] 100 0,74 125 0,41 160 0,92 200 0,80 250 0,60 315 0,72 400 0,78 500 0,80 630 0,87 800 0,86 1000 0,90 1250 0,88 1600 0,83 2000 0,81 2500 0,81 3150 0,78 4000 0,72 5000 0,69 α w = 0,80
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
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 4M -izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 13,0 63 12,6 80 9,2 Częstotliwość [Hz] 100 12,2 125 17,2 160 20,7 200 25,8 250 29,2 315 29,3 400 28,3 500 34,1 630 36,9 800 44,7 1000 49,3 1250 54,9 1600 61,2 2000 66,8 2500 71,1 3150 73,8 4000 74,7 5000 71,9 R W (C;C tr ) = 37(-2 ; -8) db
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 4M pochłanianie dźwięku Częstotliwość [Hz] 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 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)
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 4M -izolacyjność akustyczna R w pasmach 1/3 oktawowych [db] 50 14,5 63 15,7 80 12,7 Częstotliwość [Hz] 100 19,9 125 19,3 160 23,5 200 26,8 250 31,3 315 33,8 400 36,8 500 42,1 630 47,5 800 54,7 1000 59,3 1250 63,5 1600 67,8 2000 71,4 2500 73,7 3150 74,4 4000 76,0 5000 73,5 R W (C;C tr ) = 41(-1 ; -7) db
Wytyczne DAFA ID 4.06 Konstrukcje dachowe - przykłady Konstrukcja dachowa 6M pochłanianie dźwięku Częstotliwość [Hz] 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 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