Lidé ve svých bytech vydávají množství zvuků. Mluví, smějí se, milují se, hrají na hudební nástroje, pouští si televizi, rádio, vyzvání jim telefon. Pro dostatečný komfort bydlení v bytech je zapotřebí, aby tyto zvuky (či hluk) šířící se vzduchem neprocházely konstrukcemi stěn a stropů do sousedních bytů.
Základy stavební akustiky a normy
Stavební akustika se zabývá vznikem zvukového vlnění, jeho šířením, vnímáním zvuku sluchem a přenosem prostorem v budovách. Jedním z hlavních kritérií příjemného bydlení je akustická kvalita prostoru. Zjednodušeně řečeno existuje neprůzvučnost pro zvuk (hlasy, rádio atd.) a neprůzvučnost pro dupání na podlaze (kročejová). Tato neprůzvučnost se udává v decibelech (dB).
R´w = vážená stavební neprůzvučnost, její veličina je udávána v jednotkách intenzity zvuku, v dB. Současná norma pro bydlení hovoří o tom, že dělící konstrukce musí mít schopnost nepropustit hluk o intenzitě minimálně 53 dB. Dělící konstrukcí myslíme jakoukoli konstrukci, která nás dělí od souseda, tedy strop, podlahu, stěny, světlíky atd.
Zásadou bývá, že čím hmotnější je dělící konstrukce, tím je více neprůzvučná, záleží samozřejmě na spektru frekvencí, neboli kmitočtech. Nejsnáze pronikají do konstrukce nižší frekvence. Zmíněná hodnota 53 dB je sice naprosto závazná, ale zároveň doporučená minimální. Neplatí, dělící konstrukce musí splňovat tuto hodnotu pouze v místnostech, kde se předpokládá, že probíhá odpočinek, tedy v tzv. zónách klidu. Hodnota tedy platí pro ložnice, dětské pokoje, obývací pokoje, pokud jsou spojené s kuchyní, tak i pro kuchyně. Tato hodnota by při běžném používání bytu neměla obtěžovat okolní bytové jednotky, ale není tomu tak. Bohužel i tato hodnota nijak nezaručuje komfort klidného bydlení, zejména v klidnějších částech dne a v noci, kdy se ztiší zvuky v pozadí (hluk z ulice, projíždějící auta, ostatní sousedé apod.).
Nové požadavky ve stavební akustice (ČSN 73 0532:2020)
V polovině prosince 2020 byla publikována revize ČSN 73 0532:2020 Akustika - Ochrana proti hluku v budovách a posuzování akustických vlastností stavebních konstrukcí a výrobků - Požadavky. Touto normou se nahradila ČSN 73 0532 z února 2010. Při porovnání aktuální verze 2020 s přechozí 2010 lze nalézt deset změn. Předchozí verze normy uváděla veškeré požadavky na zvukovou izolaci mezi místnostmi v budovách v tabulce č. 1. Nově se tabulka č. 1 rozdělila na tabulky č. 1 až 6, které požadavky logicky člení na domy s byty (tab. 1), hotely a ubytovny (tab. 2), nemocnice a zdravotnická zařízení (tab. 3), školy a vzdělávací instituce (tab. 4), administrativní a víceúčelové budovy, úřady a firmy (tab. 5).
Čtěte také: Jak sádrokarton zlepšuje akustiku mezibytových stěn?
Požadavky na příčky uvnitř bytu se nyní vztahují na všechny obytné místnosti (mimo příslušenství) a platí i pro rodinné domy. V předchozí verzi normy byl požadavek vztažen pouze na nejméně jednu obytnou místnost bytu, přičemž norma neuváděla, která z obytných místností má mít požadovanou ochranu zajištěnou. V případě stropů uvnitř jednoho bytu (typicky mezonetové byty) se zpřísnil požadavek na kročejovou neprůzvučnost o 5 dB, a sice z ≤ 63 dB na ≤ 58 dB. Na druhou stranu se snížil požadavek na zvukovou izolaci v případě stěn mezi obytnými místnostmi bytu z ≥ 42 dB na ≥ 40 dB. V případě bytových domů a rodinných domů s více než jedním bytem došlo ke zvýšení požadavků na zvukovou izolaci stropů mezi byty. Požadavek na minimální váženou stavební neprůzvučnost R´w se zpřísnil z 53 dB na 54 dB a současně požadavek na maximální váženou normovanou hladinu akustického tlaku kročejového zvuku (tzv. kročejová neprůzvučnost) se zpřísnil z 55 dB na 53 dB.
Nově byl definován požadavek s vazbou na terasy a lodžie nad obytnou místností druhých bytů, jenž má ošetřit dosud opomíjenou konfiguraci, kde je např. terasa bytu v 3. NP přímo nad obývacím pokojem či ložnicí bytu v 2. NP. V tomto případě se vyžaduje vážená stavební neprůzvučnost R´w ≥ 52 dB a vážená normovaná hladinu akustického tlaku kročejového zvuku (tzv. kročejová neprůzvučnost) L´n,w či L´nT,w. U společných prostor domu (schodiště, chodby, terasy, kočárkárny, sušárny, sklípky apod.) došlo analogicky s předchozími odstavci ke zpřísnění požadavku na váženou normovanou hladinu akustického tlaku kročejového zvuku (tzv. kročejová neprůzvučnost) L´n,w či L´nT,w. Tento požadavek většinou souvisí s přenosem kročejového hluku ze společné chodby do okolních obytných místností bytů. Provozovny se zvláště vysokým hlukem LA,max > 95 dB (např. diskotéky, herny apod.) se zásadně nemají umísťovat do obytných budov.
Faktory ovlivňující neprůzvučnost konstrukcí
Vzduchová neprůzvučnost konstrukcí je přímo závislá na hmotnosti nebo objemové hustotě použitých materiálů. Z hlediska akustických parametrů je nejméně vhodné lehčené zdivo. Výjimkou jsou sendvičové konstrukce např. ze sádrokartonu, které jsou několikanásobně lehčí než plné zdivo, ale dosáhnou při menší tloušťce zásadně vyšší parametry neprůzvučnosti, patří tedy mezi nejefektivnější technologie akustické izolace.
Chyby při realizaci snižující neprůzvučnost
- Duté cihly: První a nejrozšířenější chybou je použití dutých cihel, které mají hodnotu Rw na úplné hranici normy tj. 53 dB. Dutá cihla dosahuje přeměřené Rw na základě počtu dutin a pevných žeber, pokud ale stěnu narušíme vedením elektroinstalaci nebo vody, hodnota Rw se sníží.
- Zrcadlové dispozice a zásuvky: Další chybou především v novostavbách je fakt, že jsou byty navzájem dispozičně zrcadlově, a to právě včetně rozvodů a zásuvek. Zásuvky z obou stran zdiva v tomto místě zdivo nepřiměřeně ztenčí. Takže z cihly, která má 7 žeber, se stane cihla se dvěma žebry nebo někdy dokonce s jedním žebrem. Taková cihla opravdu není schopna splňovat požadovanou normu pro bydlení.
- Spojování konstrukcí s podlahou: Chybou je také spojování svislých konstrukcí s podlahou. Veškeré bouchání dveří, zvuky z kuchyňské linky, dokonce vrzání palandy je možné slyšet, protože podlaha je pevně spojena právě se stěnou. Do této kategorie lze také zařadit pevné spojování konstrukcí skříní, kuchyní, paland apod. se stěnami, které také mohou umocnit zvuky z vedlejšího bytu.
- TV instalovaná na stěně: Přímo montovaná televize na mezibytovou příčku je opravdu pro souseda peklo.
- Dodatečné amatérské úpravy: Dodatečná amatérská úprava stávající stěny, která může vzduchovou neprůzvučnost ještě zhoršit.
Kmitočtový vliv na neprůzvučnost
Chování jednoduché homogenní stěny z hlediska vzduchové neprůzvučnosti je závislé na kmitočtu dopadajícího zvuku. Kmitočtový průběh neprůzvučnosti cihelné stěny nebo příčky obvyklé tloušťky je charakteristický tím, že ve zvukové izolační kmitočtové oblasti, tj. v rozsahu 100 Hz až 3 150 Hz, lze rozlišit tři oblasti:
- Oblast rezonance: Chování stěn v okolí nejnižších vlastních kmitočtů, které u cihlových stěn bývají v nejnižší části slyšitelného spektra. V této oblasti je neprůzvučnost nízká a proměnlivá.
- Oblast setrvačnosti hmoty: V této oblasti je neprůzvučnost stěny závislá téměř výhradně na její plošné hmotnosti a na kmitočtu. Platí zde tzv. „zákon hmotnosti“, kde neprůzvučnost se zvyšuje při každém zdvojnásobení plošné hmotnosti v průměru o 6 dB, a roste s kmitočtem o 6 dB na oktávu.
- Koincidenční efekt: V této oblasti dochází k vlnové koincidenci, kdy dopadající zvuková vlna se shoduje s ohybovou vlnou ve stěně, což vede k poklesu neprůzvučnosti.
Měření a hodnocení neprůzvučnosti
Neprůzvučnost je veličina kmitočtově závislá, měří a vyjadřuje se pro třetinooktávová kmitočtová pásma v rozsahu kmitočtů nejméně 100 Hz až 3 150 Hz (v tomto kmitočtovém rozsahu je 16 třetinooktávových kmitočtových pásem). Získaných 16 hodnot se porovnává se směrnými hodnotami směrné křivky. Hodnota posunuté směrné křivky při kmitočtu 500 Hz je jednočíselným výsledkem, nazvaným vážená neprůzvučnost s označením Rw. Stavební neprůzvučnost R´w bývá o 2 až 3 dB menší (a tedy horší) než laboratorní Rw.
Čtěte také: Detailní návod na izolaci zvuku stěn
R´w = Rw - k, kde k je korekce závislá na vedlejších cestách šíření zvuku. Pro jednovrstvé homogenní plošné konstrukce z klasických stavebních materiálů (cihla, beton) k = 2 dB. Musíme proto počítat s tím, že vážená stavební neprůzvučnost změřená in situ v budově bude proti vážené neprůzvučnosti změřené na stejné cihlené stěně v laboratoři nejméně o 2 dB nižší.
Vliv stavebních materiálů a provedení
Při posuzování neprůzvučnosti cihelných příček a stěn z nových typů zdicích materiálů nevystačíme s učebnicovými a literárními údaji. Na neprůzvučnost mají vliv i další okrajové podmínky, jako objemová hmotnost střepu, druh zdicí malty, tloušťka spár a kvalita jejich vyplnění, druh omítkové malty, tloušťka a jakost omítky, tvar a rozměry cihel, přesnost jejich rozměrů a v neposlední řadě jakost zdění. Z výsledku zkoušek vyplývá, že výrazný vliv na neprůzvučnost má přesnost rozměrů zdicího materiálu, která umožňuje zdění s co nejmenšími spárami. Důležitá je kvalita zdění.
Akustická neprůzvučnost betonu s recyklovaným kamenivem
S rozvojem využívání recyklovaného kameniva pro výrobu betonu je nutné vedle základních mechanických a přetvárných vlastností materiálu ověřovat i charakteristiky určující finální komfort obyvatel při užívání stavby. Jednou z těchto vlastností je i akustická neprůzvučnost. Zatímco mechanické parametry a trvanlivost betonu s recyklovaným kamenivem byly zkoumány v mnoha vědeckých pracích, tak užitným vlastnostem, jako je např. zvuková izolace materiálu, už tolik prostoru věnováno nebylo.
V bytových stavbách jsou jako mezibytové příčky často navrhovány železobetonové stěny, jelikož zároveň plní i ztužující funkci celého objektu. Vedle základních mechanických vlastností, které se u dělicích konstrukcí bytových staveb posuzují, je jedním z hlavních parametrů taktéž vzduchová neprůzvučnost konstrukce. Pro ověření, zda konstrukce mezibytové stěny z betonu s recyklovaným kamenivem vyhoví požadavkům ČSN 73 0532 na zvukovou izolaci mezi dvěma obytnými místnostmi sousedních bytů, byl realizován praktický experiment.
Experimentální měření
Hlavním cílem experimentu bylo laboratorně zjistit akustickou neprůzvučnost železobetonových stěn vyrobených z betonu obsahujícího recyklované kamenivo a ověřit tak, zda je tento druh betonu vhodný do konstrukcí s přísnějšími požadavky na zvukovou izolaci, převážně pak do stěn mezi obytnými místnostmi. Pilířem experimentu byla výroba tří železobetonových stěn o rozměrech 3,57 × 0,2 × 3,73 m. Pro výrobu betonových stěn byly použity tři receptury s různým podílem recyklovaného kameniva v betonu. První receptura (NAC) obsahovala pouze přírodní těžené kamenivo a sloužila jako receptura referenční. V receptuře RAC-50 bylo hrubé přírodní kamenivo nahrazeno hrubým recyklovaným směsným kamenivem, drobné kamenivo bylo zachováno přírodní těžené. V poslední receptuře (RAC-100) bylo nahrazeno drobné i hrubé přírodní kamenivo recyklovaným směsným kamenivem.
Čtěte také: Tiché bydlení díky izolaci stoupaček
Základní parametry použitého kameniva jsou uvedeny v tabulce:
| Receptura | Druh kameniva | Podíl recyklovaného kameniva | Objemová hmotnost betonu (kg/m3) | Statický modul pružnosti (GPa) |
|---|---|---|---|---|
| NAC | Přírodní | 0 % | ~2400 | ~40 |
| RAC-50 | 50 % recyklované hrubé | 50 % | ~2280 | ~33 |
| RAC-100 | 100 % recyklované | 100 % | ~2160 | ~24 |
Recyklované kamenivo se oproti kamenivu přírodnímu vyznačuje násobně vyšší mírou nasákavosti. Z fotografií je patrné znečištění hrubé složky recyklovaného kameniva dřevěnými částicemi, které mohou mít následně dopad na mechanické i užitné vlastnosti betonu. V tomto případě bylo znečištění způsobeno nedokonalým odstraněním dřevěných materiálů před zpracováním (drcením) stavebního a demoličního odpadu na recyklované kamenivo do betonu.
Pro stanovení akustické neprůzvučnosti železobetonových stěn se postupovalo dle ČSN EN ISO 10140 - 2. Při měření neprůzvučnosti je zkoušený prvek nainstalován do otvoru mezi dvěma vertikálně oddělenými místnostmi (místností zdroje a místností příjmu). Přenos zvuku bočními cestami je při zkoušce zcela eliminován a stanovené hodnoty vyjadřují neprůzvučnost zkoušené konstrukce. Výsledkem zkoušky je vážená laboratorní neprůzvučnost Rw a faktory přizpůsobení spektru C a Ctr.
Výsledky měření
Z průběhu naměřených křivek vyplývá, že největší rozdíl mezi prvkem z betonu s přírodním kamenivem a prvky z betonu s recyklovaným kamenivem nastává v okolí pásma 100 a 250 Hz, kde je neprůzvučnost betonu s přírodním kamenivem vyšší o přibližně 15, resp. 10 dB. Ve zbytku pásem se hodnoty liší minimálně a průběh je víceméně totožný. Výsledná vážená laboratorní neprůzvučnost konstrukcí s recyklovaným kamenivem se liší od referenční konstrukce o 3 dB. Ačkoliv je objemová hmotnost konstrukce z betonu RAC-100 o dalších 110 kg/m3 nižší než konstrukce z betonu RAC-50, tento rozdíl se v naměřené akustické neprůzvučnosti významně neprojevil, a proto je průběh posunutých směrných křivek s výslednou hodnotou vážené laboratorní vzduchové neprůzvučnosti totožný. Všechny tři konstrukce tak splňují požadavek na váženou stavební neprůzvučnost dle ČSN 73 0532 mezi dvěma obytnými místnostmi sousedních bytů, kde je stanovena mezní hodnota 53 dB.
Z měření materiálových veličin je opět patrný negativní vliv recyklovaného kameniva na dynamický modul pružnosti. Při náhradě hrubé frakce recyklovaným kamenivem u receptury RAC-50 poklesla hodnota modulu o přibližně 8 %. U receptury se 100% podílem recyklovaného kameniva byl oproti referenční receptuře pokles modulu přibližně 25 %. V porovnání se statickým modulem pružnosti byl vliv recyklovaného kameniva na dynamický modul pružnosti nižší. Rychlost šíření podélných vln se mezi měřenými vzorky znatelně lišila pouze u receptury RAC-100, a to přibližně o 200 m/s. Mnohem důležitější rozdíl však nastává při srovnání naměřených hodnot rychlosti šíření podélných vln a ztrátového činitele s hodnotami udávanými literaturou. Naměřené hodnoty rychlosti šíření podélných vln jsou přibližně o jednu třetinu nižší. Naopak hodnoty ztrátového činitele jsou více než čtyřnásobné oproti hodnotám uvedeným v literatuře, a to i v případě betonu s přírodním kamenivem.
Experimentální ověření akustické neprůzvučnosti železobetonových stěn vyrobených z betonu s 0%, 50% a 100% podílem recyklovaného směsného kameniva ukázalo, že i přes použití recyklovaného kameniva s vysokým podílem jemných částic a znečištěním dřevěnými třískami, byly výsledné parametry pro zamýšlenou konstrukci nosné dělicí stěny bytového objektu vyhovující. Akustická neprůzvučnost se při použití recyklovaného kameniva snížila o 3 dB, a to při nahrazení přírodního kameniva z 50 i 100 % kamenivem recyklovaným.
Praktická řešení a doporučení
V současnosti je možné vybírat pro kvalitní odhlučnění z řady materiálů, technologií a způsobu montáže. Důležité je si uvědomit, jaký hluk potřebujeme odstranit a kolik prostoru z místnosti můžeme úpravám obětovat. Bohužel neexistuje řešení, které by bylo univerzální pro všechny typy staveb a odhlučňovaných místností a ne vždy lze dosáhnout konstrukce nejtenčí a nejlepší.
Konstrukci, ať již je kontaktní nebo bezkontaktní, je třeba odpružit a dbát na to, aby se co možná nejméně přenášely vibrace do akustické stěny. Na upravené stěny lze běžně kotvit kuchyňské linky, poličky aj. Akustické stropy neboli akustické podhledy se dodávají na nezávislé ocelové konstrukci za použití přerušovačů vibrací, tzv. silentbloků, to znamená, že by neměl být kontaktní přímý spoj mezi novým akustickým podhledem a stávajícím akusticky nevyhovujícím stropem. Dutinu uvnitř vyplníme akustickou izolací a zavřeme neprůzvučnou deskou.
Použitím lehkých SDK příček s minerální vatou je možno docílit vynikající akustiky při minimální tloušťce příčky. Pro dosažení odpovídající úrovně vzduchové neprůzvučnosti je kromě vlastní skladby nezbytné dodržení příslušných detailů.
Multi-Komfortní koncept bydlení propagovaný firmou Isover má řešit nejen tepelnou pohodu a požární ochranu, ale také akustický komfort. Akustika vnitřních konstrukcí má zásadní a přímý vliv na kvalitu a komfort bydlení.
tags: #akusticka #nepruzvucnost #beton