Jak ograniczyć hałas od instalacji kanalizacyjnych?

Zagwarantowanie komfortu akustycznego w budynkach komercyjnych, użyteczności publicznej czy mieszkalnych wymaga nie tylko ochrony pomieszczeń przed oddziaływaniem dźwięków z zewnątrz. Równie ważna jest eliminacja hałasu powodowanego przez wyposażenie techniczne budynku, w tym przez instalacje sanitarne. Norma PN-B-02151-2:2018-01 [1] określa poziom dźwięku, który może być przenoszony przez wyposażenie techniczne do pomieszczenia przeznaczonego na pobyt ludzi.

Jednym z systemów budynkowych, który ma wpływ na parametry akustyczne pomieszczeń przeznaczonych do przebywania ludzi, jest wewnętrzna instalacja kanalizacyjna. Nabiera ona szczególnego znaczenia w budynkach wysokich (duże natężenie przepływu oznacza wyższą energię akustyczną) czy modernizowanych, kiedy np. wymienia się instalację żeliwną o dobrej izolacyjności na nową (wymiana rur musi się wiązać z zachowaniem dotychczasowego komfortu akustycznego, do którego przywykli użytkownicy pomieszczeń). Spełnienie wymagań normowych – co jest wymagane np. w hotelach czy domach seniora, a coraz częściej oczekiwane także w nowym lub modernizowanym budownictwie mieszkaniowym – wiąże się z koniecznością zastosowania odpowiednich rozwiązań na etapie projektu i wykonawstwa instalacji. Dostępne są też rozwiązania, które pomogą poprawić parametry akustyczne istniejącej instalacji bez przeprowadzania dużej modernizacji.

Skąd się bierze hałas w instalacji kanalizacyjnej?

Dźwięk w instalacji kanalizacyjnej powstaje w wyniku uderzeń ścieków o ściany pionów kanalizacyjnych, powodując ich rezonans akustyczny. Im większą energię ma strumień ścieków, tym wyższy jest powodowany przez niego hałas. Głośna praca cechuje więc instalacje o wysokim przepływie ścieków (powyżej 2 l/s) oraz dużej prędkości, np. w przypadku pionów o małych przekrojach. Punktami powstawania hałasu są też wszelkie zmiany – kierunku (szczególnie zmiana gwałtowna, np. realizowana przez kolano 90°), średnicy czy prędkości.

Dźwięk pochodzący z instalacji kanalizacyjnej może się rozprzestrzeniać na dwa sposoby. Hałas powietrzny oznacza przeniesienie drgań ścian rur jako wibracji powietrza do otoczenia. Hałas materiałowy (przenoszony przez konstrukcję budynku) powodowany jest przez drgania rozprzestrzeniające się w materiale ścianek rur, a następnie przenoszone na elementy mocujące, stamtąd na przegrody i resztę konstrukcji budynku. Zatem na rozprzestrzenianie się dźwięku ma wpływ nie tylko materiał, z którego wykonano instalację, czy sposób mocowania przewodów kanalizacyjnych do przegród, ale także konstrukcja budynku (np. lekkie ściany będą łatwiej przenosić dźwięk niż ściany o konstrukcji masywnej).

Mniejszy hałas – co robić na etapie projektu

Instalację kanalizacyjną należy projektować tak, by zmniejszać energię płynących ścieków, ograniczać uderzenia (np. stosując rozwiązania odpowiednie do zmiany kierunku przepływu) oraz uniemożliwiać rozprzestrzenianie się dźwięków.

Wśród konkretnych zaleceń projektowych i wykonawczych należy wskazać m.in.:

• ograniczenie gwałtownych zmian kierunków – w miarę możliwości eliminacja odsadzek i realizacja zmian kierunku o 90° za pomocą dwóch kolan 45° zamiast jednego kolana 90°;
• prowadzenie przewodów w ściankach instalacyjnych (nie w bruzdach instalacyjnych w ścianach);
• „akustyczny” montaż przyborów sanitarnych – podłączenie kształtką z systemu niskoszumowego, oddzielenie od konstrukcji budynku warstwą materiału elastycznego, zastosowanie „akustycznych” kątowników mocujących i stopek montażowych;
• zastosowanie specjalnych systemów instalacyjnych, tzw. niskoszumowych lub cichych, redukujących hałas i umożliwiających osiąganie normatywnych parametrów akustycznych w pomieszczeniach;
• zastosowanie specjalistycznych kształtek i połączeń akustycznych (kolana, trójniki 45°, kołnierze etc.), zapewniających redukcję hałasu uderzeniowego i bezpośredniego, co przekłada się na komfort osób przebywających w pomieszczeniach, gdzie prowadzone są instalacje.

Systemy niskoszumowe dostępne są obecnie w ofercie wielu producentów instalacji kanalizacyjnej. Kluczowe jest tu słowo „systemy” – skuteczne rozwiązanie niskoszumowe zapewni połączenie kilku rozwiązań, takich jak specjalny materiał oraz konstrukcja rur i kształtek, technika połączeń, odpowiednie obejmy montażowe. Uzupełnieniem rozwiązań technicznych jest wiedza o zasadach wykonywania systemu niskoszumowego (często podawana w formie wytycznych producenta).

Należy przestrzec przed „kreatywnym” podejściem, np. mocowaniem rur niskoszumowych za pomocą zwykłych obejm lub – odwrotnie – „usprawnianiem” zwykłego systemu kanalizacyjnego przez obejmy akustyczne. Żaden z tych półśrodków nie zapewni powstania instalacji niskoszumowej. W wielu przypadkach za próbą ich zastosowania stoi fakt, że system niskoszumowy jest droższy w zakupie i wykonaniu niż system tradycyjny. Jeśli projektant chce uwzględnić aspekt ekonomiczny, może przewidzieć, że w technologii niskoszumowej zaplanuje tylko część instalacji, np. poziomy kanalizacyjne w piwnicy nieużytkowej, szczególnie jeśli strop jest dobrze zaizolowany, mogą być wykonane w technologii tradycyjnej, a pozostała część instalacji w niskoszumowej.

Sekret parametrów akustycznych systemów cichych

Ciche (niskoszumowe) instalacje kanalizacyjne wykonuje się najczęściej z odpowiednio przygotowanych rur polipropylenowych (PP). Oprócz własności akustycznych producenci oferujący takie systemy podkreślają ich wysoką odporność: termiczną (np. 95°C przy przepływie ciągłym), chemiczną oraz na uderzenia, nawet w niskiej temperaturze (–25°C). Rury i kształtki z polipropylenu dostępne są w szerokim zakresie średnic: do DN 32 mm do DN 200 mm.

Tradycyjna kanalizacja żeliwna o grubych ściankach cechowała się dobrymi własnościami akustycznymi. Nawiązując do tej tradycji, producenci cichych systemów kanalizacyjnych zwiększają ciężar właściwy materiału, z którego wykonywana jest ścianka rury. Polipropylen zwykły ma gęstość 0,9–1,0 kg/m³, podczas gdy polipropylen o wysokiej gęstości – do 1,9 kg/m³. Ściankę z takiego materiału, szczególnie o zwiększonej grubości, cechuje duża sztywność obwodowa, co również wpływa na cichą pracę instalacji.

Grubość ścianki rury w systemie niskoszumowym (cichym) często związana jest z jej trójwarstwową strukturą. Każda z trzech warstw pełni inną funkcję, jest więc nieco inaczej rozwiązana:

• warstwa zewnętrzna, odpowiadająca za wytrzymałość rury i jej odporność na starzenie. Zawarte składniki (np. dodatki węgla) pozwalają na zachowanie parametrów rury przy montażu w temperaturze ujemnej, chronią przed wzrostem kruchości i umożliwiają okresowe składowanie rur i kształtek na zewnątrz;
• warstwa środkowa, odpowiadająca za wytłumienie i rozproszenie dźwięku, wykonywana jest z polipropylenu z modyfikatorami mineralnymi (PP-MD);
• warstwa wewnętrzna (często biała), cechująca się gładką powierzchnią – wpływa to na dobre parametry hydrauliczne rury, głównie niskie opory przepływu, oraz zabezpiecza przed tworzeniem warstwy osadu.

Przy zastosowaniu systemu niskoszumowego szczególnie ważne jest, by nie powstawały mostki akustyczne (głównie punktowe), czyli miejsca nieciągłości parametrów akustycznych, w których własności te są wyraźnie pogorszone. Miejsca newralgiczne, które wymagają szczególnej uwagi projektanta i instalatora, zestawiono w tabeli 2.

Połączenia rur

Rury niskoszumowe i ciche wymagają zastosowania odpowiednich połączeń. Dobrze wykonane miejsca łączenia odpowiadają nie tylko za szczelność instalacji oraz kompensację wydłużeń, ale także za znaczne ograniczenie przenoszonych drgań. Rury z polipropylenu nie wymagają kielichów kompensacyjnych, przy prawidłowym wykonaniu przyrosty długości związane z rozszerzalnością termiczną są przejmowane przez zwykłe połączenia kielichowe.

Stosuje się zwykle połączenia kielichowe i bezkielichowe. Odpowiednio wyprofilowane krawędzie rur kielichowych (gniazda) wyposaża się w elastomerowe uszczelki wargowe wykonane z kauczuków syntetycznych – najczęściej EPDM, SBR-NR, NBR. Producenci oferują kielichy z uszczelkami dwu- lub trzywargowymi, zapewniając w ten sposób wyższą szczelność gotowego połączenia oraz lepsze rozpraszanie drgań przenoszonych w instalacji. Z punktu widzenia instalatora warto odnotować, że uszczelka osadzona jest tak, by nie przesuwała się podczas montażu, a specjalny ogranicznik pozwala ocenić głębokość umieszczenia rury w kielichu. Do połączeń bezkielichowych stosuje się mufy nasadowe o specjalnej konstrukcji, uwzględniające kompensację wydłużeń termicznych.

Mocowanie rur niskoszumowych

Bardzo ważnym „detalem” systemów kanalizacyjnych niskoszumowych, w dużej mierze odpowiadającym za redukcję dźwięków materiałowych, jest montaż rur do przegród budowlanych. Prawidłowe mocowania pozwalają uniknąć mostków akustycznych, czyli zachować i zoptymalizować ciągłość własności akustycznych rur instalacyjnych.

Dlatego ważną składową kanalizacyjnych systemów niskoszumowych są obejmy, zapewniające utrzymanie własności akustycznych całego układu. Stosuje się je zarówno przy montażu poziomym, jak i pionowym, do wykonywania punktów stałych i przesuwnych. Mogą być rozwiązane jako obejmy stalowe z wkładką z materiału elastycznego (np. elastomer EPDM) lub jako obejmy tworzywowe. W pierwszym przypadku ich zadaniem jest wytłumienie drgań, w drugim – rozpraszanie i niwelowanie drgań, dzięki czemu drgania są amortyzowane i nie następuje ich przeniesienie na konstrukcję budynku.

Należy stosować obejmy systemowe, tj. rekomendowane przez producenta danego systemu instalacyjnego, oraz zachować zasady ich montażu wskazane przez producenta. Bardzo ważne jest zachowanie odległości między obejmami, zapewnienie ich funkcji (punkty stałe lub przesuwne) oraz prawidłowe mocowanie, gwarantujące jednocześnie stabilność i eliminację mostka akustycznego.

Jak porównać systemy kanalizacji niskoszumowej?

Producenci opisują zwykle parametry akustyczne swoich systemów, odwołując się do normy PN-EN 14366 [2]. Norma ta określa metody pomiaru zarówno dźwięku powietrznego, jak i materiałowego oraz sposób wyrażania wyników. Co ważne, dotyczy systemów rur kanalizacyjnych i ich części (nie urządzeń) z powszechnie używanych materiałów o najczęściej stosowanych średnicach (do 150 mm). Wyniki dla wyrobów i materiałów można porównywać, ale nie można ich stosować jako wartości dla budynków („in situ”). Wartości w rzeczywistych instalacjach można wyznaczać dzięki modelowi obliczeniowemu opisanemu w normie PN-EN 12354-5:2009 [3] (ważnym założeniem jest, że instalacja „in situ” jest dokładnie taka sama jak instalacja opisana w raporcie z badania). Producenci w materiałach nierzadko wskazują instytucję badawczą, która na bazie testów w swoim laboratorium potwierdziła osiągane parametry akustyczne. Chcąc porównać dwie oferty, należy zwrócić uwagę na normę będącą dokumentem odniesienia oraz opis badanej instalacji, wskazujący m.in. miejsce pomiaru (np. na poziomie gruntu za ścianą), prędkość przepływu oraz zastosowany do przegród montaż.

Wsparcie akustyczne dla rozwiązań istniejących

Modernizacja instalacji kanalizacyjnej w istniejącym budynku może być dużym wyzwaniem. Dlatego rozwiązaniem godnym rozważenia jest zastosowanie polietylenowych izolacji przeznaczonych właśnie do rur kanalizacyjnych. Cienkościenna izolacja zamkniętokomórkowa z PEF (pianki polietylenowej) ma formę otuliny z elastycznych włókien o wysokiej zdolności pochłaniania energii akustycznej. Warstwa izolacyjna jest dodatkowo chroniona warstwą tkaniny. Otulinę można łatwo naciągnąć na rurę, dzięki czemu ściśle do niej przylega, tworząc skuteczną warstwę izolacyjną. Podczas modernizacji, kiedy naciągnięcie otuliny bywa utrudnione, można rozciąć ją wzdłużnie i ponownie skleić odpowiednią taśmą już po nałożeniu na zabezpieczany odcinek rury. Bardzo ważne jest zaizolowanie także kształtek.

Literatura

1. PN-B-02151-2:2018-01 Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 2: Wymagania dotyczące dopuszczalnego poziomu dźwięku w pomieszczeniach
2. PN-EN 14366+A1:2020-03 Pomiary laboratoryjne hałasu pochodzącego od instalacji kanalizacyjnych
3. PN-EN 12354-5:2009 Akustyka budowlana. Określanie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Część 5: Poziomy hałasu pochodzące od wyposażenia technicznego
4. Materiały techniczne firm: Armacell, Geberit, Kaczmarek, Magnaplast, Nicoll, Pipelife, Rehau, Ricom, Valsir, Wavin

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!