Dostatečná zvuková izolace je jedním z požadavků na konstrukce a prostředí budov užívaných člověkem. Zvuková izolace je ochrana před negativním účinkem hluku a je řešena zákonem č. 258/2000 Sb., zákonem o ochraně veřejného zdraví. Jsou zde stanoveny nepřekročitelné hygienické limity hluku a vibrací na pracovištích, ve stavbách určených k bydlení, občanského vybavení i ve venkovním prostoru. Zvuková izolace patří mezi centrální vlastnosti kvality moderních budov. Nejedná se přitom o dobrovolný aspekt pohodlí, ale o požadavek, který vyplývá ze stavebního zákona a je tudíž povinný.
Zvuk je všudypřítomný a může mít na naše zdraví a pohodu značný vliv. Nadměrný hluk může způsobovat problémy se spánkem, soustředěním, a dokonce i s naším celkovým zdravotním stavem. Je dokázáno, že trvale vyšší hladina hluku může při delším působení vážně poškodit zdraví. Akustický tlak slyšitelný zdravým člověkem je přibližně 20 μPa - 20 Pa. Vzhledem k velkému rozptylu hodnot akustického tlaku se v praxi používá pro vyjádření „mohutnosti" zvuku tzv. hladina akustického tlaku.
Zvuk je mechanické vlnění, které se šíří prostředím, obvykle vzduchem. Když nějaký předmět vibruje, vytváří tlakové vlny, které se šíří vzduchem, dostávají se k našim uším a umožňují nám vnímat zvuk. Zvuk je charakterizován frekvencí a vlnovou délkou. Frekvence označuje počet kmitů za sekundu a měří se v hertzích (Hz), zatímco vlnová délka je vzdálenost mezi dvěma po sobě jdoucími vrcholy nebo koryty vlny. Když zvukové vlny narazí na povrch, mohou být pohlceny, odraženy nebo přeneseny. K přenosu zvuku dochází, když vlny procházejí materiálem, což může způsobit hlukové znečištění. Hluk je každý nežádoucí, nepříjemný nebo škodlivý zvuk. Skládá se obvykle z několika dílčích tónů, jejichž kmitočty nejsou celočíselnými násobky. Ve stavební akustice se rozlišuje zvuk šířící se vzduchem a zvuk šířící se konstrukcí.
Principy zvukové izolace
Zvuková izolace je strategické použití materiálů a technik k minimalizaci nebo eliminaci přenosu zvuku mezi prostory. Ochrana proti hluku se zabezpečuje například zvukovou izolací. Zvuková izolace je schopnost stavebních konstrukcí přenášet v zeslabené míře akustický výkon, který se šíří vzduchem ze sousedního prostoru nebo vznikající chůzí nebo nárazy na podlahu v sousední místnosti. Ve stavebnictví existuje vzdušná a dopadová zvuková izolace. Jak funguje zvuková izolace? Zvuk se šíří jako vlna. Pokud dojde k překážce, vlna se o ni odrazí nebo roztříští.
Mezi klíčové principy zvukové izolace patří:
Čtěte také: Vlastnosti sádrokartonu pro izolaci
- Hmotnost a hustota: Těžké a husté materiály, jako jsou sádrokartonové desky, masivní vinyl nebo hustá guma, mohou bránit přenosu zvukových vln.
- Oddělování: Oddělování zahrnuje oddělení stavebních prvků, aby se minimalizoval přenos vibrací.
- Těsnění: Správné utěsnění mezer a trhlin je nezbytné pro zabránění úniku zvuku.
- Zvukotěsné závěsy: Zvukotěsné závěsy jako dostupné a univerzální řešení představují další vrstvu ochrany proti nežádoucímu hluku. Tyto závěsy jsou obvykle vyrobeny z hustých materiálů s několika vrstvami, které obsahují jak absorpci, tak hmotnost, aby se minimalizoval přenos zvuku. Při výběru zvukotěsného závěsu je důležité věnovat pozornost jeho hmotnosti, protože ta přímo ovlivňuje jeho účinnost při blokování a pohlcování zvuku.
Zvuková izolace je mnohostranný přístup, který zohledňuje vědecké poznatky o zvuku a využívá různé materiály a techniky k regulaci jeho přenosu. Cílem je vytvořit prostředí, které přispěje ke snížení hladiny hluku, od absorpčních materiálů až po úvahy o hmotnosti a hustotě.
Typy zvukové izolace
Pojem měření zvukové izolace zahrnuje dva základní typy měření, analogicky ke dvěma druhům zvukové izolace.
Vzduchová neprůzvučnost
Jedná se o měření vzduchové neprůzvučnosti, která se prokazuje u vnitřních stěn i stropů a u obalových konstrukcí budovy. Zvuková neprůzvučnost pochází z faktu, že zvuk přechází ze vzduchu v první místnosti do příčky a odtud opět do vzduchu ve druhé místnosti. Měření vzduchové neprůzvučnosti se sestává ze stanovení zvukové pohltivosti přijímací místnosti a měření útlumu zkoušené konstrukce. Pohltivost přijímací místnosti se určuje pomocí naměřených hodnot doby dozvuku. Útlum zkoušené konstrukce se poté určí souběžným nebo postupným měřením hladiny akustického tlaku vyvozené všesměrovým zdrojem ve vysílací místnosti, kde je tento zdroj umístěn, a přijímací místnosti.
Kročejová izolace
Dále se jedná o měření kročejové izolace neboli normalizované hladiny akustického tlaku kročejového zvuku. Kročejový zvuk vzniká chůzí po podlaze nebo nárazy na stavební konstrukci, šíří se konstrukcí a je jí vyzařován do sousedních místností, kde se šíří vzduchem. U měření normalizované hladiny kročejového zvuku se použije normalizovaný zdroj kročejového zvuku.
Měření zvukové izolace
Akustická měření slouží jako průkazný podklad pro objektivní hodnocení konstrukcí platnou legislativou nebo pro návrh úprav vedoucích ke zlepšení subjektivně nevyhovujících parametrů. Měření zvukové izolace je často požadováno při kolaudacích bytových a administrativních objektů a také objektů občanského vybavení. Při měřeních dochází často k odhalení různých nedostatků stavebního díla.
Čtěte také: Montáž sádrokartonu pro lepší zvukovou izolaci
Měřicí aparatura
Základem měřicí aparatury je zvukový analyzátor a měřicí mikrofon. Pro měření zvukové izolace je normou požadována pro obě zařízení třída přesnosti 1, tedy třída nejvyšší. Před každým měřením je nutné provést kalibraci měřicí soustavy mikrofon - analyzátor pomocí akustického kalibrátoru. Jedná se v podstatě o ověření elektrických parametrů soustavy a jejich zadání do analyzátoru. Tento postup je nutný pro získání správných výsledků.
Akustické signály
Pro získání akustického signálu se využívá všesměrový reproduktor, což je v podstatě soustava reproduktorů umístěných na povrch dodecahedronu (dvanáctistěnu). Jako akustický signál slouží růžový šum pro měření doby dozvuku a bílý šum pro měření vzduchové neprůzvučnosti. Bílý šum je náhodný signál s plochým výkonovým spektrem v definovaném kmitočtovém rozsahu. Růžový šum je pak signál, kde je výkon přímo úměrný převrácené hodnotě kmitočtu. Pro měření kročejové izolace, která se vyjadřuje váženou normalizovanou hladinou akustického tlaku kročejového zvuku, se používá normalizovaný zdroj kročejového zvuku. Základní součástí zdroje kročejového zvuku je soustava pěti kladívek, každé o hmotnosti 500 gramů.
Normativní požadavky a jejich vývoj
Pravidla zvukové izolace jsou uvedena ve stavebním zákoně. Lokální stavební ustanovení představují základ a uvádí povinnost zvukové izolace. Prvním českým normativním předpisem, který zmiňoval požadavky na přípustné hodnoty hluku, byla československá státní norma ČSN 1175 z roku 1953 (původně norma České společnosti normalizační ČSN 1175 z roku 1944). Tato norma vyšla v nezměněné podobě a s nezměněným názvem jako ČSN 730531 v roce 1956. V této normě byla poprvé zmiňována nutnost chránit místa pobytu osob před hlukem.
Vývoj norem a požadavků na zvukovou izolaci:
- ČSN 1175:1944,1953 / ČSN 730531:1956: Hodnoty hluku jsou vyjadřovány jednotkou hlasitosti fón. Hlavní stěny mají mít v rozsahu kmitočtů 100 Hz až 3000 Hz zvukovou tlumivost alespoň 48 dB. Stejný požadavek je i na vzduchovou neprůzvučnost stropů.
- ČSN 73 0531:1961: Norma zavádí moderní pojetí hodnocení hluku a vychází z mezinárodních doporučení ISO. Poprvé jsou uvedeny hygienicky přípustné hladiny hluku ve vážených hladinách akustického tlaku A. Zvuková izolace mezi místnostmi i neprůzvučnost dělicích konstrukcí se vyjadřují jednočíselnými relativními hodnotami.
- ČSN 73 0531:1972: Kromě relativních hodnot neprůzvučnosti a zvukové izolace zavádí jednočíselné veličiny v absolutních hodnotách - indexy neprůzvučnosti.
- ČSN 73 0532:1994: Vyhlášena jako závazná. Stanovuje požadavky na zvukovou izolaci mezi místnostmi a obvodových plášťů. Požadavek na zvukovou izolaci mezi byty byl stanoven pro obytné místnosti.
- ČSN 73 0532:2000: Norma stanovuje požadavky na vzduchovou a kročejovou neprůzvučnost mezi místnostmi, požadavky na neprůzvučnost obvodových plášťů a zavádí třídy zvukové izolace oken. Dále obsahuje doporučené požadavky pro zvýšenou ochranu před hlukem.
- ČSN 73 0532 ZMĚNA Z1:2005: V současném platném znění normy jsou stanoveny požadavky pro obytné místnosti v bytech tak, že všechny místnosti jednoho bytu vůči všem obytným místnostem druhých bytů vč. obytné kuchyně mají mít vzduchovou neprůzvučnost minimálně 52 dB, kročejovou neprůzvučnost maximálně 58 dB.
- Revize ČSN 73 0532 v roce 2009: Záměrem revize je aktualizovat požadavky na dělicí konstrukce, vycházet přibližně z požadavků DIN 4109 a zachovat původní koncepci normy ČSN 73 0532 jako pomůcky při navrhování, projektování a posuzování budov. Doporučuje se zvýšit požadavky na mezibytové stěny a stropy a zavést požadavky na technické místnosti.
Koncept české normy vychází z důsledného ověřování stanovených požadavků měřením. Výpočet se připouští ve fázi návrhu a v projektové přípravě. Průkazné jsou však pouze změřené hodnoty (kolaudační přejímky, správní nebo soudní řízení apod.). Akustické studie na zvukově izolační vlastnosti různých konstrukcí nelze považovat za rovnocenné skutečným změřeným hodnotám, ať už v laboratoři nebo na stavbě.
Čtěte také: Cihly a zvuková izolace
Praktické problémy a řešení zvukové izolace
Při zkouškách zvukové izolace se často setkáváme s různými nedostatky stavebních konstrukcí, které degradují právě jejich zvukověizolační vlastnosti. Kvalitní návrh konstrukcí je jedním ze základních kroků k dosažení požadovaných zvukověizolačních vlastností konstrukcí. Nedostatky zvukové izolace lze dodatečně odstraňovat často pouze rozsáhlými konstrukčními zásahy. Typické následky nedostatečné zvukové izolace jsou stížnosti uživatelů, nahlašování nedostatků a opravy, diskuze o zodpovědnosti a ručení.
Problémy se svislými konstrukcemi
Častým problémem je oslabování zděných konstrukcí různými instalacemi. Problematické je umisťování zásuvkových krabic do mezibytových stěn souměrně naproti sobě. U konstrukce, která je v rámci ekonomické optimalizace projektu navržena na samé hranici požadavku na zvukovou izolaci, představuje takto symetrické umístění zásuvkových krabic takový zásah, který ji posune již často pod hranici požadované hodnoty stavební vzduchové neprůzvučnosti. Pro odstranění tohoto nedostatku je většinou nutné doplnit konstrukci o sádrokartonovou předstěnu v tloušťkách od cca 70 - 80 mm.
Velice problematické je umisťování trubních rozvodů do dělicích mezibytových konstrukcí, obzvláště v případech, kdy je jedna ze sousedících místností obytná. Takovýto stavební zásah představuje výrazné oslabení tloušťky konstrukce. Problémem v tomto případě nebývá jen nedostatečná vzduchová neprůzvučnost konstrukce, ale především přenos hluku z vodovodního potrubí konstrukcí. To se stává zejména v případě, kdy je potrubí do konstrukce zabudováno bez jakékoliv pružné izolace. Náprava problému je velice obtížná, často neakceptovatelná. Vzduchová neprůzvučnost se zde dá zvýšit vybudováním předstěny. Dodatečná předstěna ale ne vždy dostatečně utlumí hluk z vodovodního potrubí, který se šíří i okolními konstrukcemi. Pak je nejúčinnějším opatřením obnažení potrubí a jeho dodatečné obalení pružnou izolací, například pěnovým polyetylenem.
V akustické praxi jsme se setkali i s umístěním požárního hydrantu do stěny mezi schodištěm a ložnicí. V takto oslabené stěně byla v místě niky pro hydrant umístěna pouze jedna sádrokartonová deska. Vzduchová neprůzvučnost konstrukce byla samozřejmě hluboko pod požadovanými R´w = 52 dB. Úprava stěny si vyžádala vybudování dvojitě opláštěné předsazené sádrokartonové konstrukce.
Problémy s lehkými vazníkovými střechami
Častým zdrojem problémů jsou lehké vazníkové střechy. Svislé konstrukce se u vazníkových střech často provádějí pouze do podpory vazníků (úroveň podhledu). Tak vzniká nad podhledem průběžný prostor, částečně vyplněný pouze minerální izolací. Prostory se vzájemným požadavkem na zvukovou izolaci jsou odděleny mimo stěnové konstrukce navrhované na požadovaný útlum pouze deskami sádrokartonového podhledu, jejichž útlum zvuku je nedostačující. Vzduchová neprůzvučnost mezi místnostmi v takovéto situaci nedosahuje požadavku stanoveného například pro mezibytovou stěnu.
Problém lze řešit více způsoby:
- Dozdít svislé stěny až po střešní plášť a spáru mezi zdivem a střechou náležitě dotěsnit. Toto řešení ale není vždy možné.
- Přepažení podstřešního prostoru nad jednotlivými stěnami sádrokartonovou nebo jinou stavební deskou, která by měla být samozřejmě napojena na okolní konstrukce těsně.
Sádrokartonový podhled nesmí probíhat průběžně z jedné místnosti do druhé. Nad stěnou je nutné desky proříznout a vzájemně separovat, aby nedocházelo k vedení zvuku rozkmitáním podhledu a následným vyzařováním zvuku v dalších místnostech.
Problémy s návrhem sádrokartonových předstěn
Posledním z problémů zvukové izolace svislých konstrukcí je neodborný návrh nebo použití sádrokartonových předstěn a desek. Sádrokartonovou předstěnou lze zvýšit vzduchovou neprůzvučnost jednoduché konstrukce. Důležitým faktorem ovlivňujícím návrh předstěny je rezonanční kmitočet vzduchové vrstvy konstrukce, který je ovlivněn plošnou hmotností obou dílčích stěn a jejich vzájemnou vzdáleností. Rezonanční kmitočet je nutné dostat mimo zvukově izolační oblast (100 - 3150 Hz), prakticky do oblasti mnohem nižší než 100 Hz, přibližně fr < 70 Hz. V případě, kdy nebude toto pravidlo zachováno a rezonanční kmitočet bude ležet ve zvukověizolačním rozmezí, může dojít i ke zhoršení izolačních vlastností konstrukce.
Praktický dopad tohoto jevu si můžeme demonstrovat na dvou následujících příkladech:
- Na stavbě bylo rozhodnuto o obložení zděné stěny sádrokartonovými deskami namísto provedení omítek. Sádrokartonové desky byly na stěnu nalepeny přes maltové polštáře, čímž vznikla mezi stěnou a deskami vzduchová vrstva o minimální tloušťce. Při prověřování zvukové izolace byla zjištěna hodnota vzduchové neprůzvučnosti hluboko pod hodnotou deklarovanou výrobcem tvárnic.
- Obložení železobetonové stěny deskami polystyrenu s nalepenou deskou z dřevité vlny a na ně provedenou omítkou. U stěny zde dochází k velmi výraznému poklesu neprůzvučnosti v třetinooktávovém pásmu 1600 Hz a v několika pásmech sousedních, a to až o 15 dB. Důvod tohoto propadu lze vysvětlit jevem, který se v literatuře nazývá rezonance typu hmotnost poddajnost. Jedná se o kmitání vrstvy o poměrně malé plošné hmotnosti (omítka) na izolační vrstvě s poměrně velkou dynamickou tuhostí (polotuhé izolační desky).
Problémy s vodorovnými konstrukcemi
Zvuková izolace se u vodorovných konstrukcí dělí na vzduchovou neprůzvučnost a kročejovou izolaci vyjadřovanou normalizovanou hladinou kročejového zvuku. Problematika kročejového hluku se začala dostávat do popředí s nástupem železobetonových stropů. Při pohledu na normové požadavky na zvukovou izolaci například mezi dvěma byty (R´w = 52 dB; L´n,w = 58 dB) je jasné, že pouze jednoduchá stropní deska je nedostačující. Z tohoto důvodu je nutné u konstrukcí, jež mají plnit akusticky dělící funkci, vytvářet plovoucí podlahy, které jsou od ostatních konstrukcí odděleny pružným prostředím. Příspěvek plovoucích podlah je především v oblasti kročejové izolace, ale mají vliv i na vzduchovou neprůzvučnost, a to jednak přidáním hmotnosti a dále působením pružné mezivrstvy. Základní zásadou pro správnou funkci skladby stropu je důsledné oddělení skladby stropu nejen v ploše místnosti, ale i v jednotlivých detailech. Problém s přenosem kročejového zvuku nastává například pokud není roznášecí deska oddělena nejen od všech stěn v místnosti, ale také od případných prostupů.
Podstatný vliv na kročejovou izolaci stropu má kromě jiného nášlapná vrstva podlahy. Z hlediska kročejové izolace stropu je nejvhodnější nášlapnou vrstvou koberec. Naopak podlahová krytina z keramické dlažby nebo laminátu na kročejovou izolaci skladby nemá pozitivní vliv. Toto je důvod, proč by se při návrhu skladby nemělo uvažovat s nášlapnou vrstvou. Ve výsledku je ve většině případů rozhodující přenos kročejového zvuku přes skladbu s keramickou dlažbou, která bývá navržena v koupelně, a to i v případech, kdy koupelna s obytnou místností přímo nesousedí.
Ke zhoršení kročejové izolace může dojít i chybou provádění v ploše stropu. Kromě betonové mazaniny se často používají i lité potěry na bázi síranu vápenatého. Jejich rizikem je velká tekutost. Před pokládkou potěru je nutné provést dostatečně těsnou separační vrstvu a zamezit riziku jejího poškození během realizace potěru. V případě zatečení a zatuhnutí potěru nebo betonové mazaniny skrz izolační vrstvu na nosnou konstrukci dochází k propojení roznášecí vrstvy a nosných konstrukcí objektu. Funkce izolační vrstvy je v tomto případě velmi omezena a požadavek normy většinou překročen. Oprava této vady představuje vybourání podlahového souvrství a je, pokud se k ní musí přistoupit, velmi nepříjemná. Alternativně lze v případě problému s vertikálním přenosem realizovat zvukověizolační podhled.
Setkali jsme se i s problémem nadměrného přenosu kročejového hluku v rámci jednoho podlaží, kde naměřená hodnota normalizované hladiny kročejového zvuku překračovala hodnoty požadované normou. Při podrobnějším průzkumu bylo zjištěno, že při provádění roznášecí desky byla deska v bytě i ve společné chodbě provedena zároveň bez vzájemné pružné separace.
Problémy se zvukovou izolací stropních konstrukcí mezi bytem a garáží, na něž je ze spodní strany proveden kontaktní zateplovací systém s tepelnou izolací z pěnového polystyrenu. Pokud není při návrhu těchto konstrukcí zahrnut kontaktní zateplovací systém, může být zvuková izolace stropu získaná měřením o 1 - 3 dB nižší než hodnota předpokládaná výpočtem. Tento rozdíl je dán již zmiňovanou rezonancí typu hmotnost poddajnost, kdy tenká vrstva omítky kmitá na dynamicky poměrně tuhé vrstvě pěnového polystyrenu. Tuto problematiku lze obecně přenést i na zateplování svislých obvodových stěn.
Zvuková izolace sanitárních instalací
Zvuková izolace má v kancelářích a vzdělávacích zařízeních vliv na koncentraci, výkonnost a pohodlí obytného prostoru. Role sanitárních instalací se přitom často podceňuje. Armatury, vedení potrubí a montáž mají přímý vliv na pozdější hladinu hlučnosti. Zvuková izolace funguje pouze v rámci celkového systému. Rozhodující je souhra všech konstrukčních dílů. Konstrukční materiál a technická výbava budovy jsou vždy ve vzájemné součinnosti. Již zdánlivě malá rozhodnutí v rámci plánování mohou mít velký dopad:
- Umístění koupelen nebo sanitárních zařízení vedle chráněných prostorů
- Vedení instalačních šachet
- Struktura stěn a stropů
Zvuky se nejen vytváří, ale také přenáší. Pokud se zanedbá jeden dílek stavebnice, bude celý výsledek nedostatečný. Také instalace sanitárního zařízení ovlivňuje rozhodujícím způsobem pozdější hladinu hluku. Dokonce i stěny, stropy a šachty s dobře naplánovanou zvukovou izolací nemají ten správný účinek, pokud se mohou zvuky z rozvodů bez zábran šířit stavbou. Zvuková izolace v sanitárním prostoru je týmová práce. Plánování a realizace spolu úzce souvisí a navzájem na sebe navazují. Odborní projektanti definují cíle zvukové izolace a ukotví je v plánu. Odborný řemeslník musí zajistit realizaci dle normy.
Takzvaný hluk rozvodu vzniká jako souhra více činitelů:
- Potrubní vedení a jejich trasa
- Upevnění a odizolování
- Používané armatury
- Montáž a montážní situace
Odběrné armatury, jako jsou umyvadlové armatury, sprchové armatury a tlakový splachovač WC a pisoárů, mají rozhodující vliv na úroveň hluku. Zvlášť pro tlakový splachovač WC a pisoáru upřesňuje norma DIN EN 12541 tyto požadavky měření dle DIN EN ISO 3822. Armatury s třídou hlučnosti I jsou mimořádně tiché a hodí se do oblastí citlivých na hlučnost.
Účinná zvuková izolace v sanitárním prostoru vzniká jako souhra plánování, vhodných produktů a odborného nastavení. Certifikované výroby navíc poskytují jistotu při plánování. Zvuková izolace nezačíná až při montáži. Vzniká při plánování a rozhodujícím krokem je provedení. Ten, kdo již od začátku promýšlí sanitární techniku a sází na tichá řešení dle normy, snižuje rizika a dlouhodobě zvyšuje kvalitu bydlení a prostoru v budově.
Shrnutí
Dostatečná zvuková izolace je klíčovým faktorem pro zdraví, pohodlí a výkonnost v budovách. Pochopení principů šíření zvuku, správné měření a dodržování normativních požadavků jsou nezbytné pro efektivní návrh a realizaci zvukově izolačních řešení. Předcházení chybám ve stadiu návrhu a realizace, zejména u svislých a vodorovných konstrukcí a sanitárních instalací, je zásadní pro dosažení požadovaných akustických vlastností a pro zamezení budoucím problémům a reklamacím.
V níže uvedené tabulce jsou shrnuty základní typy měření zvukové izolace a k nim příslušné měřicí zařízení a signály:
| Typ měření | Měřicí zařízení | Akustický signál | Charakteristika |
|---|---|---|---|
| Měření vzduchové neprůzvučnosti | Zvukový analyzátor, měřicí mikrofon (třída přesnosti 1), všesměrový reproduktor | Bílý šum | Náhodný signál s plochým výkonovým spektrem v definovaném kmitočtovém rozsahu |
| Měření doby dozvuku | Zvukový analyzátor, měřicí mikrofon (třída přesnosti 1), všesměrový reproduktor | Růžový šum | Signál, kde je výkon přímo úměrný převrácené hodnotě kmitočtu |
| Měření kročejové izolace | Zvukový analyzátor, měřicí mikrofon (třída přesnosti 1), normalizovaný zdroj kročejového zvuku | Soubor pěti kladívek (každé 500g) | Vyjadřuje se váženou normalizovanou hladinou akustického tlaku kročejového zvuku |
tags: #zvukova #izolace #zakladni #navrhovy #faktor #důležitost