Rola izolacji technicznych w zapewnieniu standardu akustycznego

Instalacje a problemy akustyczne

Instalacje grzewcze, sanitarne i wentylacyjno-klimatyzacyjne często przenoszą dźwięk, powodując jego docieranie do pomieszczeń użytkowych. Źródłem tych dźwięków są m.in.:

• urządzenia w maszynowniach i na dachach – np. centrale wentylacyjno-klimatyzacyjne, agregaty wody lodowej, pompy, hydrofory, wentylatory;
• zmiany na kanałach powietrznych i wodnych – kolana, trójniki, zmiany przekroju instalacji itp.;
• armatura regulacyjna, np. zawory termostatyczne;
• niewłaściwe podwieszenie kanałów powietrznych;
• elementy instalacji, jak klapy pożarowe, kratki, nawiewniki – szczególnie takie, które dobrano wyłącznie pod kątem prędkości przepływu, nie dokonując sprawdzenia i korekty doboru pod względem akustycznym [1].

Problem związany z przenoszeniem dźwięków rośnie wraz z wielkością i złożonością systemu instalacyjnego i liczbą urządzeń lub elementów generujących dźwięki.

Wymagania akustyczne dla pomieszczeń

Tymczasem dźwięk hałasu przenikającego do pomieszczenia przeznaczonego do przebywania ludzi od wyposażenia technicznego budynku oraz innych urządzeń w budynku i poza nim nie może przekraczać poziomu dopuszczalnego określonego przez normę ­PN-B-02151-2:2018-01 [2]. Norma ta zastąpiła PN-87/B-02151/02, przywołaną w Warunkach Technicznych [3].

Tak postawione wymagania powodują konieczność odpowiedniego zabezpieczenia akustycznego urządzeń i przewodów.

Eliminacja hałasu u źródła

Do zabezpieczeń akustycznych należy oczywiście podejść kompleksowo, jednak zasadniczą kwestią jest wyeliminowanie hałasu u źródła. Istotne jest więc odpowiednie posadowienie, wibroizolacja i izolacja akustyczna maszyn i urządzeń, takich jak centrala wentylacyjna, wentylator (także dachowy), pompa, hydrofor, pompa ciepła itp.

Można w tym kierunku podjąć odpowiednie działania.

W pomieszczeniu maszynowni:

• wytłumienie drgań powstających podczas pracy urządzenia poprzez oddzielenie obudowy od konstrukcji budynku warstwą elastyczną (podłoga pływająca, sufit podwieszany z warstwą izolacji akustycznej, np. wełny mineralnej);
• posadowienie maszyn i urządzeń na odpowiedniej podstawie, z zastosowaniem podkładek wibroizolacyjnych.

W odniesieniu do maszyn i urządzeń i ich połączenia z przewodami:

• zastosowanie tłumika akustycznego zamontowanego na przewodzie jak najbliżej przegrody akustycznej (ściany lub stropu) oddzielającej pomieszczenie z maszyną od pomieszczenia sąsiedniego;
• zastosowanie podstawy tłumiącej (np. dla wentylatorów dachowych) jako cokołu mocującego urządzenie;
• zastosowanie elastycznych połączeń urządzeń (np. hydroforu), co zapobiegnie przenoszeniu drgań urządzeń na sieć przewodów.

W odniesieniu do elementów instalacji:

• dobranie nawiewników, kratek, przepustnic czy klap także pod kątem parametrów akustycznych – tak, by w instalacji pracowały elementy o odpowiedniej izolacyjności akustycznej, niepowodujące powstawania dodatkowych dźwięków;
• stosowanie skrzynek rozprężnych tłumiących hałas (wypełnionych izolacją akustyczną i powodujących równomierne rozchodzenie się i wytłumianie dźwięku);
• stosowanie czerpni i wyrzutni tłumiących hałas;
• stosowanie tłumików wtórnych (bezpośrednio przed elementem izolowanym takim jak nawiewnik lub za elementem takim jak regulator przepływu, przepustnica, kolanko czy trójnik).

Izolacje przewodów

Niekiedy takie rozwiązania, jak odpowiednie zaizolowanie pomieszczenia maszynowni czy posadowienie urządzeń, a nawet zastosowanie tłumików, jest utrudnione lub wręcz niemożliwe. Istotnego znaczenia nabierają wówczas izolacje techniczne, zabezpieczające przewody powietrzne od zewnątrz lub od wewnątrz przed transmisją dźwięków do pomieszczeń.

Skuteczność tłumienia energii akustycznej mierzyć można za pomocą dwóch wskaźników:

• wskaźnik izolacyjności akustycznej Rw [dB] – miara skuteczności warstwy izolacji w ograniczaniu przepływu dźwięku (generowaniu straty w transmisji dźwięku). Straty w transmisji dźwięku zależą od częstotliwości (zwykle im wyższa częstotliwość, tym większa strata dźwięku). Im wyższy wskaźnik Rw, tym bardziej skuteczną barierę dla dźwięku stanowi izolacja;
• współczynnik pochłaniania dźwięku áw – określa dźwiękochłonność danej izolacji. Zależy od oporności przepływu powietrza przez materiał (wpływa na to m.in. elastyczność i struktura materiału), a także od jego grubości.

Najczęściej jako izolację akustyczną przewodów powietrznych stosuje się wełnę mineralną – kamienną (skalną) lub szklaną. Wełna mineralna jest niepalna i ognioodporna (jej klasa reakcji na ogień wynosi od nawet A1 do A2-s1, d0). Cechuje się dobrymi własnościami termicznymi oraz stosunkowo dużą wytrzymałością mechaniczną. Sprężystość i elastyczność przekłada się na dobrą izolacyjność akustyczną oraz wytrzymałość mechaniczną, także ze względu na dużą gęstość i odpowiednią sztywność. Izolacje z wełny mineralnej znajdują zastosowanie do izolacji instalacji wentylacji i klimatyzacji, instalacji grzewczych (ogrzewanie, c.w.u.) i chłodniczych. Do zastosowań w ochronie akustycznej producenci proponują:

• izolacje przeznaczone do ochrony kanałów na zewnątrz, zwykle pełniące również funkcję izolacji termicznej – w formie odpowiednich mat z wełny (najczęściej) szklanej;
• izolacje przeznaczone do wykładania kanałów od wewnątrz – w formie mat z wełny skalnej.

Wełna mineralna jest także wykorzystywana do wykonywania rdzenia dźwiękochłonnego w tłumikach. Do tego celu stosowane są niepalne płyty z wełny mineralnej, które pokrywa się specjalną, odporną na ścieranie tkaniną (np. poliestrową).

Dzięki jej zastosowaniu włókna wełny mineralnej nie przedostają się do środka przewodu. Oprócz prostych tłumików prostokątnych lub okrągłych dostępne są tzw. kolana tłumiące – tłumiki do izolacji łuków, wykonane z dwóch połączonych kolan zabezpieczonych perforowaną blachą stalową i izolacją z tkaniny. Dobierając tłumik, należy zwrócić uwagę na dopuszczalną prędkość przepływu oraz szumy własne tłumika.

Zewnętrzna izolacja przewodów

Izolacja zewnętrzna kanałów powietrznych stosowana jest, by ograniczyć dźwięki przenoszone między pomieszczeniami. Wykonywana jest najczęściej z wełny szklanej lub kamiennej. Ma zwykle formę mat lub płyt charakteryzujących się prostopadłym ułożeniem włókien do okładziny. Dzięki temu są one wytrzymałe i sprężyste, a ich grubość i własności nie zmieniają się na narożnikach i zagięciach kanałów.

Płyty i maty do izolacji zewnętrznej wykończone są jednostronnie okładziną ze zbrojoną folią aluminiową, która zwiększa wytrzymałość mechaniczną płyt oraz zapobiega kondensacji pary wodnej na ściankach zewnętrznych kanałów.

Systemy mat do izolacji technicznych zwykle przewidziane są do prostego montażu (np. za pomocą szpilek mocujących, talerzyków zaciskowych oraz taśm, obejm i opasek), występują też w wersji samoprzylepnej. Podczas wykonywania izolacji na kanałach powietrznych ważne jest zabezpieczenie miejsc łączeń mat lub płyt tak, by nie powstawały tam mostki akustyczne. Do zabezpieczenia połączeń może być stosowana odporna na rozerwanie taśma włókninowa, którą okleja się miejsca styku.

Wewnętrzna izolacja przewodów

Z punktu widzenia izolacyjności akustycznej dobrym rozwiązaniem są płyty z wełny skalnej stosowane do wyłożenia kanałów od wewnątrz – jest to rozwiązanie bardziej skuteczne niż izolacja kanałów na zewnątrz. W zależności od częstotliwości dźwięków, które mają być wytłumione, stosuje się różną grubość płyt. Płyty z wełny skalnej mają dodatkowy welon z włókna szklanego. Zastosowanie welonu zwiększa ich możliwości akustyczne, przyczynia się do zmniejszenia oporów przepływu oraz zapobiega porywaniu włókien wełny skalnej przez przepływ powietrza.

Prędkość przepływu w kanałach wyłożonych płytami nie może przekraczać wartości maksymalnej wskazanej przez producenta – zwykle jest to 20 m/s. Warunkiem zachowania prawidłowych warunków pracy jest odpowiedni montaż, prawidłowe wykonanie połączeń oraz właściwe zamocowanie płyt, dzięki czemu w warunkach przepływu turbulentnego nie następuje ich przemieszczanie. Do montażu płyt stosuje się profile cienkościenne, które mocuje się (na wkręty lub nity) do ścian właściwych kanałów. Do poszczególnych miejsc w instalacji (narożniki, połączenia czołowe, zakończenia kanałów) przeznaczone są odpowiednie profile.

Samonośne przewody powietrzne z materiałów dźwiękochłonnych

Ciekawym rozwiązaniem, korzystnym z punktu widzenia parametrów akustycznych, są przewody o przekroju prostokątnym – wykonane z paneli z włókien szklanych, a jednocześnie samonośne. Na rdzeń panelu składają się sprasowane włókna szklane połączone żywicą termoutwardzalną. Taka konstrukcja materiałowa zapewnia izolacyjność zarówno akustyczną, jak i termiczną. Parametry te zależą m.in. od odpowiedniej grubości rdzenia.

Od strony zewnętrznej panel (płytę) pokrywa warstwa, która odpowiada za szczelność powietrzną oraz wytrzymałość płyty – najczęściej wzmocniona folia aluminiowa. Wewnętrzną stronę płyty może pokrywać powłoka szklana (welon), folia aluminiowa lub gęsta tkanina syntetyczna (włókno szklane). Zadaniem tych warstw jest zapewnienie minimalnych oporów przepływu, trwałości i odporności na czyszczenie, a także odpowiednich warunków higienicznych.

Przewody montuje się na budowie, gdzie dostarczane są w formie rozłożonej na płasko, wyposażonej w krawędzie pióro-wpust, co pozwala na ich szybkie i łatwe łączenie do postaci szczelnych przewodów wentylacyjnych, klimatyzacyjnych i grzewczych. Z paneli można wykonać także kształtki – kolana, trójniki, redukcje, odsadzki itp.

Nie tylko przewody powietrzne

Transmisja dźwięków dotyczy nie tylko przewodów powietrznych. Znanym problemem jest hałas pochodzący od pionów kanalizacji bytowej oraz instalacji odprowadzającej wodę deszczową. Im dłuższe piony, np. w budynkach wysokich i wysokościowych, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia przepływu wyższego niż 2 l/s, co może w znaczny sposób wpłynąć na pogorszenie parametrów akustycznych. Na generowanie dźwięków wpływa także mocowanie rur sprzyjające przenoszeniu dźwięków – np. przyleganie do lekkiej ściany lub brak wytłumienia drgań.

Na rynku dostępne są rozwiązania umożliwiające zaizolowanie pionów kanalizacyjnych. Systemem stosowanym zarówno do izolowania rur żeliwnych, jak i tworzywowych, jest cienkościenna, elastyczna otulina z pianki polietylenowej (PE) o strukturze zamkniętokomórkowej. Miękka wyściółka z elastycznych włókien zapewnia pochłanianie energii akustycznej (nawet do 11 dB), a zewnętrzna osłona tkaninowa chroni właściwą warstwę izolacyjną i zabezpiecza ją przed rozerwaniem.

Otulinę polietylenową naciąga się na rurę, co zapewnia jej ścisłe przyleganie do ścianki zewnętrznej rury i tym samym skuteczne wytłumienie dźwięków. W przypadku nowej instalacji otulinę nakłada się przed montażem, natomiast przy modernizacji budynku – kiedy naciągnięcie jest niemożliwe – można ją rozcinać wzdłużnie, a po nałożeniu na odcinek rury ponownie skleić samoprzylepną taśmą systemową. Dodatkową zaletą otuliny jest zapobieganie kondensacji pary wodnej.

Czynnikiem wpływającym na redukcję przenoszenia dźwięków w instalacji wodno-ściekowej jest także oddzielenie przyborów sanitarnych od konstrukcji budynku warstwą materiału elastycznego. W przypadku wanien czy brodzików należy stosować kątowniki mocujące i stopy wspierające w wykonaniu akustycznym.

Nie zmarnować izolacyjności akustycznej

Zastosowanie rozwiązań wytłumiających dźwięki (np. technicznych izolacji akustycznych) pozwala na znaczne zwiększenie komfortu akustycznego i wyeliminowanie przenoszenia dźwięków między pomieszczeniami. Oprócz stosowania odpowiednio dobranych, systemowych rozwiązań akustycznych ważne jest także prawidłowe wykonanie nie tylko izolacji, ale i ochranianych przewodów. Izolacje nie mogą mieć luk ani przerw (w tych miejscach mogą bowiem powstać mostki akustyczne).

Same przewody nie powinny mieć bezpośredniego kontaktu z konstrukcją budynku, aby nie przenosić dźwięków przez ściany. Wszelkie pozostałości materiałów budowlanych punktowo stykające się z przewodem także mogą wpłynąć na przenoszenie dźwięków. Równie ważne jest prawidłowe podwieszenie kanałów poziomych lub mocowanie do ścian kanałów pionowych.

Literatura

1. Janota-Bzowski Jacek, Eliminowanie źródeł hałasu w budynkach wielorodzinnych, „Warunki Techniczne.PL” 2/2016.
2. PN-B-02151-2:2018-01 Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 2: Wymagania dotyczące dopuszczalnego poziomu dźwięku w pomieszczeniach.
3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2019, poz. 1065 oraz DzU 2020, poz. 1608 i 2351).
4. Materiały firm: Armacell, BH-Res, Isover, K-Flex, Paroc, Rockwool, Steinbacher Izoterm, Thermaflex, Ursa.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!