Kanalizacja niskoszumowa – standard nowoczesnych budynków

Budynkowe instalacje kanalizacyjne należą do wyposażenia technicznego, które może powodować i przenosić hałas będący znaczną uciążliwością dla użytkowników budynków, szczególnie wielokondygnacyjnych (wielorodzinnych, zamieszkania zbiorowego czy komercyjnych). Wyeliminowanie hałasu od tych instalacji oznacza wyraźne zwiększenie komfortu mieszkańców czy użytkowników. Co więcej, odpowiednio wysoki standard akustyczny jest coraz częściej jednym z wymagań inwestorów, zarówno obiektów hotelowych czy innych zamieszkania zbiorowego, jak i budynków wielorodzinnych. Dotyczy to budynków nowych oraz remontowanych, w których podczas modernizacji zwraca się coraz większą uwagę także na poprawienie parametrów akustycznych obiektu.

Dźwięki w instalacji kanalizacyjnej powstają w wyniku rezonansu ścian przewodów kanalizacyjnych powodowanego przez:

• opadanie ścieków w pionowym odcinku rurociągu, w którym hałas wiąże się z faktem, że przepływ nie odbywa się całym przekrojem rury;
• odbijanie się strumienia ścieków przy zmianie kierunku przepływu, np. w kształtce, odsadzce (połączenie efektu odgłosu opadania z odgłosem odbicia) czy w miejscu przejścia z pionu do poziomu;
• przepływ w poziomym odcinku rurociągu, powodujący drgania rur kanalizacyjnych przenoszone na konstrukcję ścian;
• drgania przenoszone przez zawory oraz przybory sanitarne, zarówno na przegrody budowlane, do których są przymocowane, jak i na rurową instalację kanalizacyjną.

Im wyższą energią cechuje się strumień ścieków, tym większy jest powodowany przez nie hałas. Głośno pracować będą zatem instalacje cechujące się wysokim przepływem ścieków (powyżej 2 l/s) lub ich znaczną prędkością, uzyskiwaną np. podczas przepływu ścieków przez piony o małych przekrojach – żeby zapewnić izolacyjność akustyczną sieci kanalizacyjnej, należy stosować przekroje zapewniające prędkość wody w przewodach nie większą niż 1 m/s.

W instalacji kanalizacyjnej znajdują się także punktowe źródła dźwięków. Są to wszelkie, szczególnie gwałtowne zmiany w obrębie instalacji – jej kierunku, średnicy czy też prędkości.

Czytaj także: Instalacja wodno-kanalizacyjna: niezawodna i bezpieczna

Parametry akustyczne a projektowanie kanalizacji

Projektując instalację kanalizacyjną pod kątem akustyki, należy przewidzieć odpowiednio niską prędkość (do 1 m/s) w odcinkach pionowych oraz wyeliminować punktowe źródła dźwięku, m.in. poprzez realizację zmian kierunku w sposób niepowodujący uderzenia wodnego czy ograniczenie stosowania odsadzek. Na przykład w przypadku zmiany kierunku o 90° pod względem akustycznym bardziej korzystne jest zastosowanie dwóch kolan 45° niż jednego kolana 90°.

Przenoszeniu dźwięku na przegrody budowlane zapobiega także prowadzenie rur instalacji kanalizacyjnej w ściance instalacyjnej zamiast w bruździe w przegrodzie masywnej.

Źródłem hałasu w instalacji kanalizacyjnej są również przybory sanitarne. W ich przypadku ważne jest prawidłowe posadowienie na stropie i mocowanie do ściany. Przybory należy oddzielać od konstrukcji budynku elastycznym materiałem antywibracyjnym i dźwiękochłonnym. Przy posadowieniu przyboru, np. miski ustępowej, na stropie należy zastosować oddzielającą warstwę gumy, zwracając uwagę na to, że otwory na śruby mocujące mogą się okazać mostkami akustycznymi. W przypadku wanien czy brodzików należy nie tylko zabezpieczyć akustycznie miejsca, w których nóżki czy podstawa przyboru stoją na stropie, ale także połączyć krawędź przyboru z przyległą ścianą za pomocą elastycznego materiału.

Rozwiązania dla budynków nowych i modernizowanych

Znaczące obniżenie poziomu hałasu spowodowanego przepływem ścieków zapewnia zamontowanie instalacji z rur kanalizacyjnych o podwyższonym tłumieniu akustycznym. Taką cechę wykazują tradycyjne kanalizacyjne rury żeliwne – masywne (wykonane z materiału o dużej gęstości) i grubościenne. Użytkownicy budynków ze starą instalacją kanalizacyjną często w ogóle nie doświadczali problemu z hałasem od pionów ścieków – aż do remontu instalacji spowodowanego np. jej zaawansowanym wiekiem lub złym stanem technicznym. Modernizacja instalacji kanalizacyjnych polegająca na wymianie starej rury żeliwnej na rurę z tworzywa sztucznego o standardowej grubości ścianki i tej samej średnicy powoduje, że hałas w zmodernizowanej instalacji jest większy niż w przypadku poprzedniego rozwiązania.

Dlatego w przypadku modernizacji zaleca się zastosowanie tzw. niskoszumowych lub cichych systemów kanalizacyjnych. Rozwiązanie to wyróżnia podwyższona grubość ścianki oraz specjalne wykonanie materiałowe. Materiałami stosowanymi w kanalizacji niskoszumowej są modyfikowane tworzywa sztuczne (o wzmocnionej strukturze i podwyższonej gęstości) – polietylen, polichlorek winylu łączony z kompozytem (np. ABS) i polipropylen.

Systemowe rury kanalizacji niskoszumowej (ciche) mogą być produkowane jako jednowarstwowe (wówczas ścianka rury wyróżnia się dużą grubością i gęstością) lub trzywarstwowe. W tym drugim przypadku warstwy zewnętrzna i wewnętrzna wykonane są z tworzywa blokowego (litego), a warstwę środkową stanowi tworzywo sztuczne z domieszką substancji mineralnych. Wielowarstwowa konstrukcja przekłada się także na wyższą odporność uderzeniową i elastyczność.

Kluczowym elementem systemu kanalizacji niskoszumowej są kształtki i połączenia, bez których nie jest możliwe zachowanie własności akustycznych całej instalacji.

Kształtki – oferowane często jako specjalistyczne, opatentowane przez producenta rozwiązania akustyczne (np. kolano, kołnierz czy trójnik) – wykonuje się zwykle z odpowiedniego dla danego systemu materiału głównego z domieszkami mineralnymi, dzięki czemu zapewniona jest elastyczność tych elementów, a ich większa masa poprawia własności akustyczne całego systemu. Powinny być stosowane także do podłączania przyborów sanitarnych, co pozwala obniżyć poziom emisji hałasu nie tylko strukturalnego, ale również powietrznego, który jest szczególnie uciążliwy dla użytkowników pomieszczeń, w których znajdują się przybory czy inne elementy systemów kanalizacji sanitarnej. Kształtki oferowane są w szerokim zakresie średnic, a dzięki wykorzystaniu połączeń kielichowych z uszczelkami wargowymi są szybkie w montażu i nie stanowią mostków akustycznych.

O zdolnościach akustycznych danego materiału niskoszumowego mówi poziom dźwięku pochodzącego od instalacji przy określonym przepływie ścieków. Zgodnie z normą ­PN-EN 14366¹, mającą zastosowanie do rur kanalizacyjnych o średnicach do 150 mm w systemie z naturalną wentylacją pionów kanalizacyjnych, wskaźnik ważony dźwięku L_A [dB] wyznacza się odrębnie dla hałasu materiałowego (przenoszonego na elementy mocujące przez drgania rozprzestrzeniane w materiale ścianek rur) oraz hałasu powietrznego (przenoszonego jako wibracje powietrza powodowane przez drgania rur) dla przepływów 0,5; 1,0; 2,0 oraz 4,0 l/s – w przypadku przykładowego systemu kanalizacji niskoszumowej wartość wskaźnika ważonego dźwięku L_A dla 4,0 l/s wynosi 18 dB. Dane te zawarte są w krajowej aprobacie technicznej dla systemu kanalizacji i mogą służyć do porównania własności materiałów składających się na konkretny system. Nie dają one jednak informacji o tym, jak instalacja z danego materiału zachowa się w rzeczywistym budynku. Modelowanie akustyki danej instalacji producent może przeprowadzić w oparciu o model obliczeniowy opisany w normie ­PN-EN 12354-5 [2].

Eliminacja mostków akustycznych

Przy zastosowaniu niskoszumowego systemu rur i kształtek w instalacji mogą się pojawić wspomniane mostki akustyczne, czyli miejsca potencjalnej nieciągłości własności akustycznych instalacji. Punktowe mostki akustyczne mogą stanowić m.in. połączenia rur wykonane bez odpowiedniego uszczelnienia elastycznego, nieprawidłowe mocowania urządzeń do przegród budowlanych, pozostałości materiałów budowlanych na rurach powodujące przekazywanie drgań przegrodom i innym elementom konstrukcji budynku oraz szczeliny powietrzne przy przejściu przez przegrody budowlane. Większości mostków akustycznych można uniknąć dzięki starannemu wykonawstwu instalacji oraz zastosowaniu rozwiązań systemowych i odpowiedniej izolacji akustycznej w miejscach narażonych na powstanie mostka.

Do połączenia rur należy stosować systemowe (prefabrykowane) kielichy z zamontowanymi fabrycznie uszczelkami wargowymi, a w przypadku łączenia rur bezkielichowych – mufy nasadowe, które skutecznie zapobiegają przenoszeniu drgań z rury na rurę. Z kolei do przegród budowlanych system rurowy należy mocować za pomocą obejm akustycznych, które wyposażone są we wkładkę z materiału elastycznego, np. z okładziny EPDM. Na rynku dostępne są m.in. specjalistyczne obejmy przeznaczone do montażu pionowych odcinków rur. Żeby zachować parametry akustyczne danej instalacji, np. podane w raporcie badawczym producenta, należy przestrzegać zaleceń w zakresie dobierania obejmy do średnicy rury, zachowania odpowiedniej odległości między kolejnymi obejmami (np. co dwie kondygnacje) czy zastosowania układu obejm stałych i przesuwnych. Producent zazwyczaj rekomenduje dla swojego systemu niskoszumowego konkretne rozwiązania produktowe.

W miejscu przejścia przez przegrody budowlane rura powinna być otoczona tuleją amortyzacyjną, natomiast miejsce między tuleją a przegrodą należy uszczelnić włóknistym materiałem elastycznym, np. wełną mineralną. Dzięki temu w przejściu przez przegrodę nie występuje szczelina, która mogłaby przenosić hałas powietrzny od rur na konstrukcję budynku.

Cicha kanalizacja bez wymiany pionów?

Modernizacja instalacji kanalizacyjnej w istniejącym budynku pod kątem poprawy jej parametrów akustycznych może się okazać zadaniem trudnym pod względem inwestycyjnym czy organizacyjnym. Dotyczy to np. sytuacji, kiedy wymiana starych pionów żeliwnych na nowe piony z tworzywa spowodowałaby znaczne pogorszenie parametrów akustycznych lub zachodziłaby konieczność przeprowadzenia szybkiej i sprawnej renowacji instalacji (np. w obiekcie zamieszkania zbiorowego na krótko przed szczytem sezonu turystycznego). W takich wypadkach można zastosować izolacje akustyczne dla rur kanalizacyjnych z tworzyw sztucznych.

Izolacja taka składa się zwykle z dwóch warstw materiałów o nieco odmiennych własnościach przekładających się na poprawę parametrów akustycznych – wewnętrznej pianki z tworzywa sztucznego (np. polietylenu lub kauczuku sztucznego) oraz zewnętrznej litej gumy, np. EPDM lub EVA (kopolimeru etylenu i octanu winylu), często uzupełnianej także o warstwę aluminium lub specjalnej tkaniny syntetycznej. Odpowiednio ukształtowana pianka elastomerowa lub polietylenowa (o otwartej lub zamkniętej strukturze porów) ma wysoką gęstość, co umożliwia pochłanianie i osłabianie drgań nawet przy małej grubości izolacji. Warstwa litej gumy blokuje hałas, powodując głównie odbijanie dźwięku z powrotem do pianki elastomerowej, co skutkuje dalszym zmniejszeniem amplitudy dźwięku i ostatecznie jego wytłumieniem. Takie rozwiązanie pozwala na absorbowanie i tłumienie dźwięków o różnej częstotliwości.

Izolacja tego rodzaju, montowana na istniejącej instalacji (choć oczywiście można ją zastosować także przy budowie nowej instalacji z tradycyjnego tworzywa sztucznego), ma formę elastycznej otuliny, która dla prawidłowego działania musi bardzo dobrze przylegać do chronionej rury. Gdy przestrzeń między izolacją a rurą będzie za duża, może dojść nie tylko do pogorszenia własności wytłumiających, ale także do gromadzenia się pary wodnej (kondensacji) pod warstwą izolacji, co powoduje jej degradację.

Aby zapewnić ścisłe przyleganie izolacji do rury, otulinę naciąga się na chroniony przewód (analogicznie jak pończochę). Podczas modernizacji, kiedy naciągnięcie otuliny bywa utrudnione, można rozciąć ją wzdłuż i ponownie skleić odpowiednią taśmą samoprzylepną (dostępną w ofercie producenta systemu) już po nałożeniu na zabezpieczony odcinek rury. Izolacja ze spienionego tworzywa sztucznego wyróżnia się wysoką wytrzymałością i małą masą, co ułatwia i przyspiesza jej montaż na istniejącej instalacji.

Literatura

1. PN-EN 14366+A1:2020-03 Pomiary laboratoryjne hałasu pochodzącego od instalacji kanalizacyjnych

2. PN-EN 12354-5: 2009 Akustyka budowlana. Określanie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów. Część 5: Poziomy hałasu pochodzące od wyposażenia technicznego

3. Materiały techniczne firm: Aliaxis, Armacell, Geberit, K-Flex, Magnaplast, Nicoll, Rehau, Ricom, Valsir, Walraven, Wavin

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!