Vysoká prievzdušnosť alebo nízka vzduchová nepriezvučnosť?

Dva termíny podobne znejúce, ale označujúce dve rozdielne charakteristiky, veľmi často spolu súvisiace. O prievzdušnosti sme už písali v našom blogu https://mobilab.sk/byte-mam-zimu-aj-ked-radiatory-idu-naplno/

Vzduchová nepriezvučnosť v slovenskom preklade harmonizovanej normy STN EN 14351-1 sa volá akustické vlastnosti. Akustické vlastnosti označuje norma ako zvukovú izoláciu. Referenčnou metódou na stanovenie zvukovej izolácie okien a dverí je EN ISO 140-3. Výsledky sa vyhodnocujú podľa EN ISO 717-1. V prílohe B STN EN 14351-1 sa zvuková izolácia jednoduchých okien (definíciu pozri v 2.2.10 EN 12519: 2004) s izolačnými sklom (IGU) stanovuje pomocou tabuľkových hodnôt. Výsledky sa vyjadrujú podľa EN ISO 717-1. Hodnoty zvukovej izolácie okien Rw ≥ 39 dB alebo Rw + Ctr ≥ 35 dB sa stanovujú skúšaním (obr.1a2).

obr. 1: Pohľad z vysielacej miestnosti na vzorku osadenú v otvore deliacej priečky akustických komôr a pohľad z prijímacej miestnosti na meraný fragment po obložení akustickým obkladom [1].

obr. 2: Akustické komory v Centrálnom laboratóriu, a-schéma akustických komôr, b-pohľad na akustické komory [2].

Zvuk je mechanické kmitanie molekúl pružného prostredia, ktoré sa šíri v kmitočtovom rozsahu počutia normálneho ľudského ucha (od 20 Hz do 20 kHz).

Hluk je každý nežiadúci, rušivý, obťažujúci, nepríjemný a neprimeraný zvuk, ktorý pôsobí nepriaznivo alebo škodlivo na sluch ba ja na celý organizmus človeka. Poznáme ustálený, premenný, prerušovaný, impulzný a zvlášť rušivý hluk. Zvlášť rušivý hluk je zvuk, ktorý individuálne silne obťažuje človeka (vyhláška MZ SR č. 549/2007 Z.z.)

Hluk vo vnútornom prostredí budov sa hodnotí v prípadoch, ak preniká do chránenej miestnosti z :

1. vonkajších zdrojov;
2. vnútorných zdrojov.

Oknami a vonkajšími dverami riešime zdroje vonkajšieho hluku. Podľa predmetnej vyhlášky má byť stavba navrhnutá, situovaná a realizovaná tak, aby z hľadiska hluku a vibrácii boli v chránených miestnostiach zabezpečené najvyššie prípustné ekvivalentné hladiny hluku pre denný, večerný a nočný čas.

Prípustné hodnoty hluku v obytných miestnostiach z vnútorných alebo vonkajších zdrojov cez deň a večer je 40 dB a v noci 30 dB.

Akustické vlastnosti okien a vonkajších dverí určených na zabudovanie v stavbe sa stanovujú podľa plochy okien k celkovej ploche obvodového plášťa.  V skúšobnom laboratóriu sa skúšajú vzorky týchto výrobkov stanovených rozmerov. V prípade ak sa projektant v projekte použje zasklenie väčších rozmerov, ako boli merania na menších vzorkách, deklarovaná nepriezvučnosť skla už neplatí [3]!

Okrem skúšania je možné vzduchovú nepriezvučnosť okien v prv uvedenom rozsahu nepriezvučnosti izolačného skla stanoviť aj pomocou tabuliek a výpočtu uvedeného v prílohe B STN EN 14351-1 (ide o najčastejší prípad vyjadrenia akustických vlastností vo vyhláseniach parametrov okien).

Princípom k dosiahnutiu vzduchovej nepriezvučnosti je zvuku šírenému vzduchom  postaviť do cesty konštrukciu, ktorá zabráni jeho prestupu. Výkon tejto konštrukcie vyjadrujeme indexom vzduchovej nepriezvučnosti Rw v decibeloch (dB).

Z hľadiska akustiky je okno zložená konštrukcia, ktorého nepriezvučnosť závisí od viacerých konštrukčných úprav, pričom niektoré majú rozhodujúci vplyv.

Medzi takéto úpravy patrí zasklenie, infiltrácia, rám okna s upevnením skiel a samotná konštrukcia okna.

Zvukoizolačnú schopnosť okna vyjadruje stupeň nepriezvučnosti okna  R (dB) v kmitočtovom pásme od 100 Hz do 3150 Hz. S týmito hodnotami sa len ťažko narába, zaviedla sa preto fyzikálno-technická veličina index vzduchovej nepriezvučnosti Rw (dB), ktorý charakterizuje zvukoizolačnú schopnosť okna jednou hodnotou.

Stupeň vzduchovej nepriezvučnosti R okna (dB) je funkcia celého radu konštrukčných a fyzikálnych parametrov ako hrúbka zasklenia (m) alebo plošná hmotnosť zasklenia (kg.m^-2), kmitočet (Hz), plocha zasklenia (m²) a pomer šírky k výške, atď [4].

Zasklená plocha tvorí približne (70- 80)% plochy okna a v závislosti od  plochy, konštrukcii rámov a krídiel je určujúcim prvkom akustických vlastností okna.

Zasklené plochy svojou malou plošnou hmotnosťou vplyvom malých hrúbok zasklenia predstavujú tenkú dosku, ktorej nepriezvučnosť má rad negatívnych vlastností ako:

–              rezonancia

–              koincidencia

Rezonancia a koincidencia spôsobujú v kmitočtovom priebehu zníženie nepriezvučnosti R (dB) najmä v oblastiach pri frekvenciách 200 Hz a 3150 Hz a tým dochádza aj k celkovému zníženiu indexu vzduchovej nepriezvučnosti Rw okna (dB).

obr. 3 : Kategórie vzduchovej nepriezvučnosti

obr. 4: Aplikácia vzduchovej nepriezvučnosti okien

Jednoduché sklo: čím je sklo hrubšie, tým menej hluku cez sklo prejde. Je to zákon hmoty – čím je sklo ťažšie, tým je menšia tendencia k rezonancii, a teda lepšie vlastnosti. Napríklad jednoduché sklo Planilux hrúbky 4 mm má Rw = 30 dB, Planilux hrúbky 10 mm má Rw = 35 dB. Hodnota nepriezvučnosti však nie je rovnaká pre všetky frekvencie.

Nevýhodou jednoduchých skiel je kritická frekvencia. Má ju každý materiál a dochádza pri nej k výraznému poklesu nepriezvučnosti. Hodnota kritickej frekvencie sa znižuje, keď sa zväčšuje hrúbka skla .

Vrstvené sklo je vždy spojenie 2 alebo viacerých tabúľ skla jednou, alebo viacerými vrstvami PVB fólie. Poznáme 2 druhy PVB fólií:  štandardnú a  akustickú „SILENCE“,  ktorá funguje ako absorbér vibrácií. Stadip Silence = vrstvené sklo s akustickými fóliami – redukuje problém kritickej frekvencie. Spája výhody bezpečnostného vrstveného skla a požiadavku na lepšie akustické vlastnosti, napr. Stadip Silence 66.2 odolá ručne vedenému útoku (trieda P2A podľa EN 356) a zabezpečí ochranu proti prepadnutiu osôb (trieda 1B1 podľa EN 12600). Príklad skladieb pre hrúbku 12 mm: Planilux 12 mm /monolit/ má Rw = 34 dB, Stadip 66.2 má Rw = 37 dB a Stadip Silence 66.3 má Rw = 40 dB [5].

Stále sa zvyšujúce energetické požiadavky na okná si vyžadujú využívanie viacnásobného zasklenia. Z hľadiska akustického dochádza k zvýšeniu nepriezvučnosti vplyvom zvýšenia hmotnosti zasklenia pridaním ďalšieho skla. K výraznému zvýšeniu však nedôjde z dôvodu rozdelenia vzduchovej vrstvy na dve užšie a vplyvom rezonančného kmitočtu v oblasti nízkych a stredných  kmitočtov. Vplyv väčšej hmotnosti zasklenia sa začne prejavovať pri vysokých kmitočtoch.

Z experimentálnych meraní zasklených zostáv vyplýva, že je výhodnejšie použiť zasklenie s dvoma sklami rôznej hrúbky skiel, ako trojité zasklenie tej istej hmotnosti [4].

Akustické vlastnosti zasklení sa menia v závislosti na zdroji hluku, použitom systéme zasklenia, rozmeroch zasklenia a vzduchotesnosti systému /sklo-rám-ostenie/.

Skutočnosť, že pokiaľ užívateľ zabudovaného okna si sťažuje na zvýšenú hlučnosť vonkajšieho prostredia môže to mať dve príčiny, nízke hodnoty akustických vlastností skiel alebo nevyhovujúca prievzdušnosť okna.

Pozorne je potrebné pristupovať ku zabudovaným vetracím štrbinám v okne. Okrem zvýšenej prievzdušnosti môže vplývať aj na zhoršenie akustických (ale aj tepelnoizolačných) vlastností okna. Okno sa má posudzovať vždy aj s vetracou štrbinou.

Tab.: Príklad vplyvu vetracej štrbiny na akustické vlastnosti okna [4]

Obr. 5: Vetracia štrbina ako tepelný most

Naše laboratórium má v ponuke popri zistení prievzdušnosti zabudovaného okna v stavbe zistiť aj výkonnosť zasklenia alebo okna v odolnosti vonkajšiemu hluku. Merania vykonávame s použitím hlukomerov podľa európskych noriem. Ide o informačnú skúšku slúžiacu na navrhnutie výmeny izolačného skla, pokiaľ je vyhovujúca prievzdušnosť zabudovaného okna a pripojovacej škáry.

 

Literatúra:

1. Bielek, B. a kol.: Systémy prirodzeného a hybridného regulovaného vetrania budov, OKNOviny®č. 2, SLOVENERGOokno, 2014, ISSN 1337-8791, s.15
2. Bielek, B. – Szabó, D.: Technická podpora experimentálnej laboratórnej základne SvF STU pre stavebnú prax v oblasti fyziky výplňových konštrukcií stavieb, OKNOviny®č. 2, SLOVENERGOokno, 2017, ISSN 1337-8791, s.14
3. Chmúrny, I. – Tomašovič, P. – Hraška, J.: Fyzika vnútorného prostredia budov, STU v Bratislave,2013, s.200
4. Dlhý, D.: Akustické vlastnosti okenných konštrukcií v teórii a praxi, OKNOviny®č. 1, SLOVENERGOokno, 2010, ISSN 1337-8791, s.4-5
5. Svečula, R.: Zvukovoizolačné sklá, OKNOviny®č. 1, SLOVENERGOokno, 2010, ISSN 1337-8791, s.3