W Polsce większość budynków przeznaczonych do przebywania ludzi wyposażona jest w instalację wentylacji grawitacyjnej lub mechanicznej wywiewnej. Aby instalacja w tych budynkach działała, konieczne jest doprowadzenie do pomieszczeń powietrza. Od 1 stycznia 2009 r. obowiązują nowe wymagania dotyczące infiltracji okien [1].
Do końca 2008 roku okna o współczynniku infiltracji 0,5–1,0 m3/(m×h×daPa2/3) mogły być wprowadzone do obrotu bez konieczności stosowania dodatkowych elementów nawiewnych. Nawiewniki były wymagane przy współczynniku niższym niż 0,3 m3/(m×h×daPa2/3), natomiast nie określono wymagań dla przedziału 0,3–0,5.
Obecnie współczynnik infiltracji dla otwieranych okien i drzwi balkonowych powinien wynosić maksymalnie 0,3, a dopływ powietrza zewnętrznego na potrzeby wentylacyjne należy zapewnić poprzez urządzenia nawiewne umieszczone w oknach, drzwiach balkonowych lub innych częściach przegrody zewnętrznej. Zatem okno pełniące funkcję wentylacyjną musi być wyposażone w nawiewnik. Wyjątkiem są pomieszczenia, w których zastosowano wentylację mechaniczną nawiewną lub nawiewno-wywiewną.
Niestety, wraz z dopływającym powietrzem do pomieszczeń przedostaje się hałas. Warto więc przyjrzeć się bliżej temu zjawisku oraz przeanalizować, w jaki sposób można ochronić przed hałasem pomieszczenia, a tym samym ich użytkowników.
Podstawowe informacje dotyczące dźwięku
W ujęciu fizycznym fale dźwiękowe są podłużnymi falami mechanicznymi, a sam dźwięk jest szczególnym zjawiskiem towarzyszącym rozchodzeniu się fal. Szczególność tego zjawiska polega m.in. na konieczności istnienia ośrodka materialnego: gazu, cieczy lub ciała stałego. Materialne cząstki ośrodka, w którym rozchodzi się fala, drgają wzdłuż prostej pokrywającej się z kierunkiem poruszającej się fali. Im gęściej ułożone cząstki, tym prędkość dźwięku jest większa. Przykładowo prędkość dźwięku w powietrzu wynosi ok. 330 m/s, ale w żelazie wartość ta jest dużo większa i osiąga 5100 m/s.
Zakres częstotliwości fal mechanicznych jest bardzo duży, ale fale dźwiękowe, które w działaniu na ludzkie ucho i mózg wywołują wrażenie słyszenia, zawierają się w przedziale od 20 do 20 000 Hz. Fale słyszalne powstają w wyniku drgania strun (np. głosowych), słupów powietrza (organy) oraz różnych płyt i membran (praca głośnika).
Sam proces rozchodzenia się dźwięku w powietrzu ciekawie opisał w swoich wykładach wybitny fizyk Richard Feynman [3]: „Otóż podstawą wszystkiego jest tu to, że ruch jakiegoś obiektu w powietrzu zapoczątkowuje rozprzestrzenianie się zaburzeń powietrza. Jeżeli chodzi o rodzaj tych zaburzeń, to spodziewamy się, że ruch obiektu wywoła zmianę ciśnienia.
Gdy obiekt porusza się powoli, powietrze oczywiście opływa go, ale nam chodzi o ruch bardzo szybki, w którym nie ma czasu na tego rodzaju opływanie. Powietrze jest zatem podczas ruchu sprężane i powstaje zmiana ciśnienia, która wywiera nacisk na dalsze jego warstwy. Te warstwy są z kolei sprężane, co wywołuje wzrost ich ciśnienia i w ten sposób w przestrzeni rozchodzi się fala zagęszczeń i rozrzedzeń powietrza”. Ta fala „zagęszczeń i rozrzedzeń” to właśnie fala dźwiękowa.
Zmiany ciśnienia wywołane przez dźwięk w porównaniu z jego wartością w stanie równowagi są bardzo małe. Jednostką wygodną do mierzenia ciśnienia jest bar, równa się on 105 N/m2. W przypadku dźwięku używamy logarytmicznej skali natężeń, ponieważ czułość ucha wzrasta logarytmicznie. Skalę tę nazywa się skalą decybeli. Określamy w niej poziom ciśnienia akustycznego Lp [dB] dla danej amplitudy ciśnienia akustycznego p w następujący sposób:
gdzie:
p – ciśnienie akustyczne [Pa],
p0 – ciśnienie akustyczne odniesienia równe 2×10–10 [bar].
Na przykład amplituda ciśnienia akustycznego p = 103×p0 = 2×10–7 barów odpowiada dźwiękowi o umiarkowanym natężeniu 60 dB. Widać z tego, że zmiana ciśnienia wywołana przez dźwięk jest bardzo mała w porównaniu z ciśnieniem w stanie równowagi czy też ze średnim ciśnieniem atmosferycznym. W przypadku dźwięku mamy najczęściej do czynienia z natężeniami nieprzekraczającymi 100 dB. Dźwięk o natężeniu 120 dB wywołuje już uczucie bólu w uchu.
