Akustyka stropów.

W domu usytuowanym w spokojnej dzielnicy, albo w lesie hałas powstający wewnątrz budynku słyszy się wyraźniej, niż domach zbudowanych w pobliżu ruchliwych tras komunikacyjnych. Po prostu, wtedy poziom tzw. tła akustycznego jest niski i chodzenie w butach, odbijanie piłki, a nawet zabawa klockami może być uciążliwa dla innych mieszkańców domu. Wtedy zaczyna się doceniać dobrą (podwyższoną) izolacyjność akustyczną stropów.

W nowo budowanych domach problem izolacyjności akustycznej stropów powinien być równie poważnie traktowany co ich wytrzymałość. Niestety ani architektom, ani wykonawcom na tym nie zależy, ponieważ to nie oni będą odczuwali skutki ewentualnych błędów. Dla nich zazwyczaj to tylko kłopot wymuszający dodatkowy nakład pracy, czyli poprawne narysowanie, bądź wykonanie szczegółów zarówno konstrukcyjnych, jak i wykończeniowych. Poza tym ich wiedza na ten temat bardzo często jest niewystarczająca. Z tych powodów wskazane jest, aby inwestor wiedział jak najwięcej o czynnikach mających wpływ na akustykę przegród budowlanych. Musi umieć postawić wymagania i dopilnować ich realizacji we własnym domu. Przynajmniej w tym aspekcie powinien kontrolować zarówno projektanta jak i wykonawcę. On bowiem za wszystko płaci i to on oraz jego rodzina będą odczuwali skutki podjętych decyzji.

Stropy międzypiętrowe – wymagania.

W Polsce większość budynków jednorodzinnych posiada stropy międzykondygnacyjne, ponieważ najczęściej budowane są domy z użytkowym poddaszem, piętrowe, a dawniej także podpiwniczone. Te ważne elementy konstrukcyjne przede wszystkim muszą być bardzo wytrzymałe i trwałe, aby w czasie ponad 100-letniej eksploatacji budynku nie trzeba było ich remontować, wzmacniać lub wymieniać. Równie istotne jest to, żeby były wystarczająco sztywne, czyli nie uginały się zbytnio i nie wpadały w drgania przy byle podskoku, albo z powodu przejeżdżającej obok ciężarówki. Oczekuje się także, aby ich elementy składowe były na tyle lekkie i łatwe w montażu, żeby podczas budowy nie trzeba było używać ciężkiego sprzętu budowlanego (dźwigu, samochodu niskopodwoziowego itp.).
O izolacyjności akustycznej stropów inwestorzy zwykle niewiele wiedzą i dlatego najczęściej nie stawiają żadnych wymagań w tym zakresie. Jednak najgorsze jest to, że zdarzają się jeszcze projekty, w których izolacja akustyczna stropu w ogóle jest pominięta. A trzeba pamiętać, że wykonanie jej w trakcie budowy domu nie jest zbyt skomplikowane, ani kosztowne (wymaga jedynie dużej staranności). Natomiast ewentualne układanie lub naprawa źle wykonanej izolacji w budynku już zamieszkałym zawsze jest procesem drogim i powodującym wiele kłopotów technicznych oraz organizacyjnych.
Dawniej brak odrębnej izolacji akustycznej był o tyle zrozumiały, że w domach jednorodzinnych królowały stropy ceramiczne (głównie Kleina). Składające się nie tylko ze stalowych belek i ceglanej płyty, ale także z grubej warstwy tzw. polepy, czyli gliny wymieszanej z sieczką oraz podłogi na drewnianych legarach. Był to więc rodzaj stropu warstwowego o stosunkowo dużej masie, złożony z materiałów o zróżnicowanej charakterystyce akustycznej. Nic dziwnego, że dość dobrze tłumił dźwięki zarówno powietrzne jak i uderzeniowe, czyli powodujące drgania konstrukcji w wyniku stukania młotkiem, chodzenia, odbijania piłki itp. Nikt zatem nie zastanawiał się nad poprawą jego izolacyjności akustycznej. Jednak obecnie takich stropów właściwie już się nie robi, ponieważ są zbyt pracochłonne. Teraz na budowach domów jednorodzinnych dominują częściowo prefabrykowane stropy gęstożebrowe, oraz żelbetowe – monolityczne lub kanałowe, a sporadycznie także drewniane. Są łatwiejsze do wykonania, ale wszystkie wymagają zaprojektowania odpowiedniej izolacji akustycznej.

Wymagania normowe dla stropów

Izolacyjność akustyczna stropów określana jest za pomocą dwóch parametrów:
– wskaźnika oceny przybliżonej izolacyjności właściwej R”_A1 [dB], który informuje o tym ile decybeli musi wytłumić przegroda, aby skutecznie izolować od dźwięków powietrznych, czyli pochodzących z radia, telewizora, rozmów itp. Im jego wartość jest wyższa, tym lepiej. W domach jednorodzinnych wolnostojących powinien wynosić co najmniej R”_A1≤45 dB dla standardu podstawowego i R”_A1≤50 dB dla standardu podwyższonego.
– wskaźnika przybliżonego znormalizowanego poziomu uderzeniowego stropu L”_n,w [dB], który określa ile decybeli może przenikać przez przegrodę i im jego wartość jest niższa tym lepiej. W domach jednorodzinnych wolnostojących powinien mieć nie więcej niż L”_n,w≤63 dB dla standardu podstawowego i L”_n,w≤53 dB dla standardu podwyższonego. Jednak dla własnego komfortu należy się starać, żeby była to wartość jak najniższa. Wskaźnik ten podobnie jak R”_A1 powinien być obliczony przez projektanta (architekta) na podstawie wzoru:

L”_n,w ≤ L_n,wR – K

gdzie:
L_n,wR – to wartość projektowa wskaźnika znormalizowanego poziomu uderzeniowego stropu wraz z podłogą lub sufitem podwieszonym określona na podstawie badań laboratoryjnych i skorygowana o 2 dB, czyli poprawkę uwzględniającą możliwość wystąpienia błędów podczas budowy;
K – to poprawka uwzględniająca wpływ bocznego przenoszenia dźwięku między pomieszczeniami rozdzielonymi stropem, przyjmowana w zależności od masy stropu i średniej masy powierzchniowej przegród bocznych (ścian zewnętrznych i wewnętrznych). Może przyjmować wartości: K=0÷4 dB (określa ją projektant na podstawie normy).
Z tym, że w przegrodach warstwowych jakimi są współczesne stropy wartość L_n,wR określa się na podstawie wzoru:

L_n,wR ≤ L_n,w,eq – ΔL_w

gdzie:
L_n,w,eq – to wartość wskaźnika znormalizowanego poziomu uderzeniowego stropu masywnego bez warstw podłogowych i bez sufitu podwieszonego (podawana przez producentów);
ΔL_w – to wartość wskaźnika zmniejszenia poziomu uderzeniowego po zastosowaniu na stropie podłogi z izolacją akustyczną, określona na podstawie badań laboratoryjnych. Może być pomniejszona o 2 dB, czyli poprawkę uwzględniającą możliwość wystąpienia błędów podczas budowy i wtedy określana jest jako ΔL_wR. Tak obliczona wartość wskaźnika odpowiada klasie akustycznej podłogi pływającej (PP_n), lekkiej konstrukcji podłogowej (PL_n) lub wykładzinie podłogowej (PW_n). Dane te zwykle znajdują się w ulotkach reklamowych i informacjach technicznych o produkcie.

 

Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną stropów.

Stropy muszą tłumić zarówno dźwięki powietrzne, jak i uderzeniowe. Jednak hałasy te wywoływane są w różny sposób i dlatego wymagają zastosowania odmiennych materiałów ograniczających ich poziom do uznawanego za dopuszczalny. Najlepsze okazują się: duży ciężar przegrody oraz elastyczność materiału izolacyjnego.

Duża masa stropu – to właściwie najlepsze i najtańsze rozwiązanie, które w wystarczającym stopniu zapewnia właściwe tłumienie dźwięków powietrznych. Dlatego żelbetowe stropy monolityczne lub z prefabrykowanych płyt (nawet kanałowych) są pod tym względem najlepsze. Natomiast stropy gęstożebrowe wykazują gorszą izolacyjność. Trzeba przy tym zaznaczyć, że korzystniejsze jest zastosowanie pustaków keramzytobetonowych, niż ceramicznych, czy styropianowych. Dbając o izolacyjność akustyczną stropu powinno się wybierać pustaki ze szczelinami prostokątnymi ustawionymi prostopadle do płaszczyzny sufitu, a unikać pustek o nieregularnych kształtach, wielokątnych lub prostokątnych usytuowanych równolegle do podłogi. Dla przykładu porównano parametry kilku popularnych stropów bez warstw podłogowych, ale z otynkowanym sufitem:
– żelbetowy, płytowy – grubość 14 cm; ciężar 336 kg/m2, R_A1R=52 dB, L_n,w,eq=77 dB;
– kanałowy, żerański – grubość 22 cm; ciężar 320 kg/m2, R_A1R=52 dB, L_n,w,eq=73 dB;
– gęstożebrowy Fert 45 – grubość 23 cm; ciężar 275 kg/m2, R_A1R=46 dB, L_n,w,eq=79 dB;
– gęstożebrowy EF 45/23 – grubość 23 cm; R_A1R=45 dB, L_n,w,eq=84 dB;
– z elementów styropianowych TH-5 – grubość 25 cm; R_A1R=43 dB, L_n,w,eq=80 dB.

Materiały włókniste lub sprężyste – to podstawowe rozwiązania do ochrony pomieszczeń od dźwięków uderzeniowych. Zastosowane w warstwach podłogowych zwykle poprawiają izolacyjność stropu zarówno od dźwięków powietrznych jak i uderzeniowych, natomiast w suficie podwieszonym tylko od dźwięków powietrznych. Najlepszymi wyrobami do tego celu są wełna mineralna (grubości 40 mm o gęstości 80 kg/m3), styropian elastyczny (grubości 33/30 mm), płyta pilśniowa miękka (grubości 25 mm), pianka polietylenowa (grubości 15 mm), a także filc, korek i wykładziny dywanowe.
Materiały te mogą być stosowne w różnych konstrukcjach podłogowych.
· Podłogi pływające – są najlepszym rozwiązaniem bo zapewniające wzrost izolacyjności na oba rodzaje dźwięków. Tworzą je warstwy akustyczne (zwykle ze styropianu elastycznego lub wełny mineralnej), przeciwwilgociowe (najczęściej z folii budowlanej), dociążające (ze szlichty betonowej, suchego jastrychu, płyt wiórowych itp.) i wierzchnie, którymi może być klepka, panele podłogowe, wykładzina dywanowa itp. Wskaźnik zmniejszenia poziomu uderzeniowego dla takiej konstrukcji wynosi ΔLw=24-37 dB.
· Lekkie konstrukcje podłogowe – dają nieco gorsze rezultaty. Zbudowane są z warstw izolacji akustycznej (zazwyczaj pianki polietylenowej lub płyty pilśniowej miękkiej) oraz warstw podłogowych czasami ułożonych na dodatkowym podkładzie (np. z desek). Konstrukcja ta nieznacznie wpływa na zmianę izolacyjność stropu od dźwięków powietrznych, ale powoduje wzrost izolacyjności od dźwięków uderzeniowych – ΔLw=17-22 dB.
· Wykładziny dywanowe – są najmniej korzystnym rozwiązaniem i tylko w niewielkim stopniu mogą wpłynąć na wzrost izolacyjności stropu od dźwięków uderzeniowych (najwyżej o 2 dB). Czasami mogą wręcz spowodować obniżenie izolacyjności od dźwięków powietrznych (zależy to od rodzaju i sposobu ułożenia). Jednak wykładziny dywanowe warto układać szczególnie w pomieszczeniach o dużej kubaturze, ponieważ wyraźnie wpływają na zmniejszenie tzw. pogłosu.
Dla porównania podano parametry akustyczne tych samych stropów masywnych lecz z izolacją podłogową:
– żelbetowy, płytowy z podłogą pływającą złożoną z 2 płyt pilśniowych miękkich o łącznej grubości 25 mm i szlichty cementowej grubości 40 mm – R_A1R=54 dB, L_n,wR=57 dB;
– kanałowy, żerański z podłogą pływającą złożoną z 2 płyt pilśniowych miękkich o łącznej grubości 25 mm i szlichty cementowej grubości 40 mm – R_A1R=53 dB, L_n,wR=57 dB;
– gęstożebrowy Fert 45 z podłogą pływającą złożoną z 2 płyt pilśniowych miękkich o łącznej grubości 25 mm i szlichty cementowej grubości 40 mm – R_A1R=51 dB, L_n,wR=59 dB;
– gęstożebrowy EF 45/23 z podłogą pływającą z wełny mineralnej grubości 40 mm i szlichty cementowej grubości 40 mm – R_A1R=51 dB, L_n,wR=49 dB;
– z elementów styropianowych TH-5 z podłogą pływającą złożoną z 2 płyt pilśniowych miękkich o łącznej grubości 25 mm i szlichty cementowej grubości 10 mm – R_A1R=51 dB, L_n,wR=59 dB.

Szczegóły wykonawcze.

Podczas układania izolacji akustycznej na stropach należy dopilnować, żeby roboty były wykonywane bardzo starannie. Pozostawienie bowiem jakiejkolwiek szczeliny pomiędzy płytami izolacyjnymi lub na łączeniu taśmy brzegowej spowoduje powstanie mostka akustycznego. Niekorzystne jest także pozostawienie krzyżujących się spoin (w materiale izolacyjnym). W rezultacie izolacyjność akustyczna stropu może się różnić od zakładanej nawet o kilka decybeli. A to bardzo dużo, ponieważ wzrost hałasu o 3 dB zwykle jest odbierany jako jego podwojenie.

Podłoga pływająca – to konstrukcja bardzo podobna do ściany trójwarstwowej, dlatego zasady ich budowy są niemal identyczne. W obu przypadkach występuje warstwa nośna (strop lub ściana), izolacyjna (akustyczna lub termiczna) oraz osłonowa (posadzka na odpowiednim podłożu lub ścian elewacyjna), a każdy gwóźdź, śruba lub kołek mocujący materiał izolacyjny stanowi mostek akustyczny lub termiczny.
Aby podłoga pływająca spełniła swoje zadanie musi być przestrzeganych kilka zasad:
– warstwy podkładowe i posadzkowe leżące na izolacji akustycznej w żadnym miejscu nie mogą stykać się z konstrukcją stropu lub ścian, dlatego na całym obwodzie pomieszczenia oraz dookoła wszystkich przewodów i rur przechodzących przez strop trzeba ułożyć taśmę brzegową (jak przy ścianach działowych);
– wszystkie warstwy znajdujące nad izolacją akustyczną muszą swobodnie na niej leżeć i w żaden sposób nie powinny być mocowane do konstrukcji stropu;
– folia izolacyjna (budowlana) znajdująca się pod szlichtą cementową powinna być układana na zakład szerokości 20 cm i wywinięta na ściany na wysokość około 10 cm;
– warstwa podkładu betonowego (szlichty) nie może być cieńsza niż 4 cm i powinna być zbrojona (np. siatką z prętów f3 mm w rozstawie co 20 cm, na krawędziach podwójnie);
– posadzkę można przykleić do podkładu, ale lepiej układać ją na warstwie włókniny lub pianki, jednocześnie należy unikać przykręcania lub przybijania elementów podłogowych do szlichty, ponieważ pogarsza to jej właściwości tłumiące;
– listwy cokołowe i ćwierćwałki muszą być odizolowane albo od ściany, albo od posadzki, dlatego przed zamontowanie należy do nich przykleić uszczelki okienne z kauczuku lub polietylenu.

Podłoga z suchym jastrychem – to właściwie odmiana podłogi pływającej, w której wyeliminowano roboty mokre, ponieważ zamiast szlichty cementowej układane są płyty wiórowe lub specjalne gipsowo-włóknowe. Prace przygotowawcze i układanie izolacji niczym się nie różną od już opisanych. Można tylko zrezygnować z układania folii budowlanej. Płyty o frezowanych brzegach grubości 22 mm można układać w jednej warstwie. Jednak podkład sztywniejszy i gładszy uzyska się sklejając ze sobą dwie warstwy płyt o różnych grubościach np. 12 i 18 mm. Także i w tym przypadku trzeba zwracać uwagę, aby złącza się nie krzyżowały, a ponadto szerokość zakładu nie może być mniejsza niż 7 cm.

Podłoga na stropie drewnianym – to pod względem zapewnienia dobrej izolacyjności akustycznej największe wyzwanie. Po prostu konstrukcja stropu drewnianego jest bardzo lekka, a to nie sprzyja tłumieniu dźwięków. Ułożenie materiału izolacyjnego (głównie wełny mineralnej grubości min. 5 cm, zwykle 10 cm i więcej) pomiędzy belkami poprawia wprawdzie izolacyjność na dźwięki powietrzne, ale nie uderzeniowe. Z tego powodu najlepsze rezultaty uzyskuje się stosując zarówno podłogę pływającą jak i sufit podwieszony. Zasady wykonywania podłogi z suchym jastrychem są takie same jak dla stropów masywnych z tym, że podłoże zwykle stanowi frezowana płyta OSB grubości 25 mm przybita do belek stropowych – najlepiej na podkładkach z gumy lub pianki polietylenowej (taśmy brzegowej). Natomiast ideą sufitu podwieszonego jest to, żeby swobodnie wisiał i w żadnym miejscu nie dotykał ani ścian, ani belek stropowych. Można to zrealizować montując stelaż na specjalnych metalowych wieszakach. Listwy wykończeniowe zwykle mocuje się do ścian, a od płyt sufitowych (najczęściej gipsowo-katronowych) oddziela się je za pomocą uszczelki okiennej (podobnie jak listwy cokołowe). Na suficie powinna być ułożona warstwa wełny mineralnej izolująca belki stropowe, ale przestrzeń między nimi nie powinna być całkowicie wypełniona. Ze względów akustycznych korzystne jest pozostawienie szczeliny powietrznej szerokości 5-10 cm.