Akustika dřevostaveb

Respektování hygienických limitů hlukového zatížení v chráněných interiérových prostorách respektive ve venkovním prostředí je jedním z dominantních atributů komplexu životního prostředí. Je třeba si uvědomit, že niveau akustických parametrů vychází z medicínského průzkumu vlivu hluku na lidský organismus. Je známo, že 40% obyvatel EU žije v prostředí, kde hluková zatížení je vyšší než 40 dB, 20 % obyvatel v prostředí vyšším než 60 dB. Tyto zásadní atributy se významně spolupodílejí na zdravotním stavu obyvatelstva.

Obr. Rozsah slyšení u zdravého mladého člověka v závislosti na hladině intenzity zvuku a kmitočtu

Je známo, že účinky hluku na člověka jsou jednak specifické (zprostředkované přímo sluchovými orgány) a systémové (zprostředkované speciálními strukturami nervového systému).

Pro lepší představu o různých zvukových úrovních si uveďme příklady v tab. 1.

Tab.1. Příklady hlukových hladin vyskytujících se ve venkovním prostoru

Běžný, normální, známý hluk je nazývaný habituální a je přijímaný bez větší psychické a zdravotní újmy. Jde o hluk na pracovišti, v domácnosti, v dopravním prostředku, pouliční ruch (hluková kulisa).

Emoční hluk je náhlý a neobvyklý, který signalizuje nebezpečí nebo vyvolává minulé nepříjemné zážitky (houkačka sanitky). V případě, že tento hluk nenese významnou informaci, rychle se habituuje (zařadí mezi běžné zvuky).

Jestliže se nějaký hluk stane předmětem sporu, může rychle získat emoční charakter, který pak přetrvává i po snížení hladiny pod přípustnou hodnotu bez ohledu na to, že úpravami bylo dosaženo souladu s limitními hodnotami, a že situace je nyní v souladu s předpisy.

Normativní a předpisové požadavky

Ve smyslu Směrnice 2003/10/ES o minimálních požadavcích na bezpečnost a ochranu zdraví před expozicí zaměstnanců rizikům spojených s fyzikálními činiteli (hlukem) bylo v roce 2006 vydáno Nařízení vlády č. 148 mající účinnost od 1.6.2007, které upravuje hygienické limity hluku a vibrací pro:

• chráněný vnitřní prostor staveb
• chráněný venkovní prostor staveb
• hygienické limity vibrací pro chráněný vnitřní prostor staveb
• způsob měření hluku a vibrací pro denní a noční dobu

Toto nařízení se nevztahuje na:

• hluk s užívání bytu
• hluk a vibrace způsobené prováděním a nácvikem hasebních, záchranných likvidačních prací
• akustické výstražné signály

Uvedený předpis je parametricky definován na základě medicínských poznatků vlivu hluku na lidský organismus.

Tab.2 Hygienické limity u obytných objektů (dB) dle Nařízení vlády č.148/2006
* pro dopravu na železničních tratích korekce - 5 dB
** korekce pro dobu trvání stavební činnosti t_i kratší než 14 hodinK = + 10 log [(429 + t_i) / t_i]

V současné době stavebního boomu a zejména využívání lehkých stavebních materiálů při aplikaci suchých technologií je aktuální respektování akustických zásad interiérových dělících konstrukčních prvků. Příspěvek se touto problematikou zabývá a naznačuje zásady při realizaci těchto technologií ve vztahu k akustickým požadavkům.

Zásadní legislativní předpis je ČSN 730532 "Akustika - Ochrana proti hluku a souvisící akustické vlastnosti stavebních výrobků - Požadavky" mající účinnost od března 2000, při respektování Změny Z1 z května 2005.

Požadavky na zvukovou izolaci obvodových plášťů jsou uvedeny v tabulce 2 citované normy. Jsou definovány pro denní a noční dobu v závislosti na ekvivalentní hladině akustického tlaku vnějšího prostoru 2m před fasádou.

Pro ilustraci uvádím tabulku 1 této normy, která určuje akustické požadavky jednotlivých konstrukčních prvků.

Tabulka ve formátu PDF ke stažení

Dvojité konstrukce z lehkých desek

Pro dosažení požadovaných zvukoizolačních vlastností vnitřních příček je výhodnější místo zvyšování plošné hmotnosti použít lehkých dvojitých konstrukcí. Konstrukce se skládá z nosného systému (dřevěné nebo kovové profily) a z oboustranného opláštění deskami (jednoduché nebo dvojité opláštění systémovými deskami s plošnou hmotností jedné desky nižší než 40 kg/m²), které jsou odděleny vzduchovou mezerou vyplněnou pružnou minerální izolací.

Obr.1 Dvojitá příčka z lehkých desek

Vzduchovou neprůzvučnost dvojité příčky z lehkých desek nejvíce ovlivňují:

• Plošná hmotnost a ohybová tuhost dílčích desek
  S vyšší plošnou hmotností desky roste i její neprůzvučnost. Zvýšení plošné hmotnosti u lehkých desek lze dosáhnout použitím větší tloušťky desek, použitím těžších (např. protipožárních) desek nebo složením pláště ze dvou nebo více vrstev lehkých desek. Pokud je ovšem dílčí deska ohybově měkká a má vysokou plošnou hmotnost, pak se zhoršují tlumící účinky této vrstvy silným rozkmitáním desky. Tento jev pomůže odstranit asymetrické provedení opláštění konstrukce.
  
  
• Jednoduché nebo vícenásobné opláštění
  Pro opláštění se používají desky na bázi dřevní hmoty (cementotřískové, cementoštěpkové, dřevotřískové) a sádry (sádrokartonové, sádrovláknité). Pro lehké zdvojené příčky lze jednoznačně doporučit asymetrické provedení opláštění konstrukce. Tím dojde k odstranění nebo aspoň utlumení rezonančních efektů a tudíž ke zlepšení akustických vlastností příčky. U lehké sádrokartonové příčky to znamená použít různé tloušťky desek na pláštích příčky nebo dosáhnout asymetrie zdvojením desek na jedné straně příčky. Význam vlivu asymetrie je zřejmý z výsledků měření - zdvojením i druhého pláště příčky sice zvýšíme hmotnost konstrukce, ale dojde ke ztrátě asymetrie a výsledkem je stejná neprůzvučnost jako u příčky pouze se třemi deskami. Dvojité opláštění je z hlediska útlumu zvuku účinnější než jednoduché opláštění ve stejné tloušťce. Spojení dvou desek nesmí být ovšem provedeno lepením, ale např. sponkami, hřebíky apod.
  
  
• Tuhost vzájemného spojení dílčích stěn
  Dílčí stěny mohou být vzájemně spojeny lehkými kovovými nebo masivními dřevěnými profily nebo mohou být provedeny bez vzájemného propojení. Největšího útlumu se dosáhne, pokud se co nejvíce redukuje přenos zvuku, tzn. že se dílčí vrstvy vzájemně nepropojí. Akusticky nejvýhodnější jsou dva konstrukčně nezávislé kovové rošty.
  
  
• Tloušťka vzduchové mezery
  Vzduchová mezera působí mezi dvěma vrstvami jako tlumící pružina, čím je větší, tím je pružnější a znamená vyšší útlum zvuku (maximální účinná tloušťka izolace je do cca 200 mm).
  
  
• Pohltivá výplň ve vzduchové mezeře
  Akusticky absorbující materiál ve vzduchové mezeře zvyšuje tlumící účinek, vlákna izolace rozbíjejí zvukové vlny a snižují tak zvukovou energii. Důležitou vlastností izolačního materiálu je dynamická tuhost, čím je nižší, tím je materiál pružnější a lépe tlumí zvuk. Proto jsou do vzduchových dutin vhodné materiály na bázi minerálních - čedičových nebo skelných vláken a ne materiály s uzavřeným povrchem a vysokou dynamickou tuhostí. Minimální tloušťka izolace by měla dosahovat alespoň 60% objemu vzduchové dutiny. Optimální objemová hmotnost pohltivé výplně se pohybuje v intervalu 45 až 65 kg/m³. Lehčím materiálům může hrozit postupné sesednutí v konstrukci vlivem mikrovibrací (následná dutina pak vytvoří akustický most zásadně zhoršující parametry příčky) a také jejich akustické vlastnosti nedosahují potřebných parametrů.
  
  
• Obvodové a plošné izolace dílčích stěn
  Odizolováním stěny od přilehlých konstrukcí se přeruší akustické mosty a tím se výrazně omezí přenos zvuku vedlejšími cestami. Existence akustických mostů v konstrukci způsobuje výrazný pokles vážené stavební vzduchové neprůzvučnosti R_w´ do té míry, že neprůzvučnost dvojité stěny se snižuje až na úroveň stěny jednoduché.

Zásady pro konstrukci dvojitých příček z lehkých desek

• Kovové obvodové profily (vodítka) musejí být po celém svém obvodu akusticky (podložením profilů trvale pružnou separační páskou nebo trvale pružným tmelem) odděleny od stávajících stěn, podlah a stropů (obr. 2).

  
  Obr.2 Napojení dvojité příčky na stropní konstrukci

• Spáry desek mezi sebou se vyplňují sádrovým tmelem s použitím výztužné pásky.
• Styk mezi stěnou a deskami se těsní spárovacím nebo trvale plastickým tmelem. Pro akustické příčky se doporučuje pouze plastický tmel.
• Ve spojích mezi deskami a stěnami nesmí být žádný otvor ani spára.
• Vyplnění na celou tloušťku příčky akustickou izolací má podstatný vliv na zlepšení vzduchové neprůzvučnosti.
• Zvýšení počtu sádrokartonových desek zlepšuje vzduchovou neprůzvučnost.
• Použitím různých tlouštěk plášťů na jednotlivých stranách příčky se zlepší akustické vlastnosti příčky (jak vzduchová neprůzvučnost, tak i frekvenční charakteristika).
• Zdvojené, na sobě nezávislé stěny, dosahují nejlepších akustických vlastností.
• Dilatační oddělení mezi lehkou deskou a nosným kovovým profilem (stačí jednostranně) samolepicí páskou PE výrazně zlepšuje vzduchovou neprůzvučnost.
• Akustická lehká příčka s garantovanými vlastnostmi (sádrokartonová, sádrovláknitá) není tím správným místem k šetření na materiálu nebo k záměně značkových komponentů za neznačkové, což se týká všech prvků konstrukce (desky, profily, izolační materiál, spojovací materiál). Např. použitím nesystémových profilů klesne neprůzvučnost až o 4 dB.
• Montáž příček musí být prováděna v souladu s technologickými předpisy výrobce.
• Rozvody vody, kanalizace a topení v akustické příčce pokud možno nevedeme. Tyto rozvody a místa prostupů jsou akustickými mosty a výrazně zhoršují vzduchovou neprůzvučnost.
• U plovoucích podlah příčku osazujeme na nosnou konstrukci, ne na roznášecí vrstvy plovoucí podlahy (obr. 3).
  
  

  
  Obr.3 Správné a nevhodné osazení příčky na podlahovou konstrukci

Vždy je dobré si ověřit z podkladů výrobce, jakým způsobem jsou hodnoty vzduchových neprůzvučností stanoveny. Některé údaje bývají odvozeny pouze výpočtem, jiné jsou změřeny podle platných norem. Solidní výrobce na tyto skutečnosti upozorní. Ve všech případech se jedná o hodnoty vážené laboratorní neprůzvučnosti. Pro dodržení požadovaných hodnot vážené stavební neprůzvučnosti je třeba, aby laboratorní hodnoty byly minimálně o 5 až 6 dB vyšší. Například pokud chceme použít dvojitou příčku k oddělení dvou obytných místností v jednom bytě, je požadovaná hodnota vážené stavební neprůzvučnosti R_´w,N = 42 dB. V tomto případě bychom měli použít konstrukci s hodnotou vážené laboratorní neprůzvučnosti minimálně R_w = 48 dB.

Literatura

1. ČSN 730532/2000 Akustika - Ochrana proti hluku v budovách a souvisící akustické vlastnosti stavebních výrobků - Požadavky.
2. ČSN 73 0532/2005 ZMĚNA Z1 Akustika - Ochrana proti hluku v budovách a souvisící akustické vlastnosti stavebních výrobků - Požadavky
3. I. Skotnicová, M. Řezáč, J. Vaverka: Odhlučňování staveb, ERA 2007
4. J. Vaverka a kol.: Stavební fyzika 1-urbanistická, stavební a prostorová, VUTIUM 1998