Dnes je 13.12.

Stavebná akustika

Zverejnené: 4. 12. 2018

Pojmy priestorová akustika, prípadne hluková záťaž a dozvuk, sú často spomínané v spojitosti s verenými priestormi ako sú školy, úrady apod. Čím ďalej tým častejšie je však téma otváraná aj v súvislosti s obytnými domami. Jednotlivé miestnosti v byte je potrebné od seba oddeliť tak, aby sa členovia domácnosti vzájomne nerušili. Môžu nás tiež obťažovať susedia hlučne pracujúci vo svojich kuchyniach. To všetko sú však pomerne ľahko riešiteľné problémy.

Autor: Tono Balaguer, Shutterstock

Zvuk pôsobí na centrálny nervový systém priamo a tak má nadmerný hluk vplyv na schopnosť koncentrácie človeka. Potreba optimalizovať počuteľnosť v interiéri a porozumenie hovorenému slovu, potreba izolovať hlučné prostredie od tichého priviedlo odborníkov v stavebníctve k výskumu a vývoju vhodných materiálov s vysokou nepriezvučnosťou a pohltivosťou zvuku. Stavebná akustika sa pritom zaoberá dvomi základnými oblasťami: nepriezvučnosťou a priestorovou akustikou.

Zvuk je mechanické vlnenie v látkovom prostredí (napr. vo vzduchu, vode či múre), ktoré je schopné vyvolať sluchový vnem. Dôležité je, že látkové prostredia si energiu akustického vlnenia odovzdávajú, napr. vzduch do múra a naopak. Na smere či gravitácií pritom nezáleží.

Skúmanie vzduchovej nepriezvučnosti v stavebníctve zahŕňa ako aj prenos zvuku skrz zvislé a vodorovné konštrukcie (stropy), tak aj kročajového hluku, ktorý vzniká mechanickými rázmi na prevažne vodorovných konštrukciách. Jedným z najdostupnejších a najlacnejších materiálov, ktoré disponujú vysokými hodnotami zvukovej nepriezvučnosti je napríklad obyčajná guma (tartan). Naopak kov je silný vodič zvuku.

Nástenné akustické panely môžu byť potiahnuté rôznymi textíliami. Môžu tak doplniť takmer akýkoľvek interiér. (Autor: YukoF, Shutterstock)
Nástenné akustické panely môžu byť potiahnuté rôznymi textíliami. Môžu tak doplniť takmer akýkoľvek interiér. (Autor: YukoF, Shutterstock)

Oproti tomu priestorová akustika študuje kvalitu posluchu a hladinu zvuku v uzatvorenom priestore, v ktorom je prítomný zdroj hluku a dochádza tu k mnohonásobnému odrazu produkovanej akustickej energie od stien, stropu a podlahy s následkom zvýšenia hladiny hluku (akustického tlaku). Zásadným pojmom je tu doba dozvuku, teda čas, za ktorý sa po vypnutí zdroja zvuku úroveň zvukového signálu zníži na jednu milióntinu pôvodnej intenzity (ako dlho je v miestnosti počuť „ozvena“ daného zvuku). Doba dozvuku je ovplyvňovaná skladbou materiálov, ktoré ohraničujú miestnosť, veľkosti ich plochy a ich hodnotou pohltivosti. Žiadny extrém potom nie je vhodný. Príliš krátky čas dozvuku znamená pretlmenú miestnosť, príliš dlhá zapríčiňuje ozvenu. Oboje zhoršuje zrozumiteľnosť reči v miestnosti a hlavným prostriedkom ku skráteniu nepríjemne dlhej doby dozvuku je kombinácia dvoch druhov akustických prvkov – absorbérov a difúzorov.

Nástenné flexibilné absorbéry zvuku sa veľmi dobre uplatňujú aj v zasadacích miestnostiach firiem. (Zdroj: NOISE CONTROL, s. r. o.)
Nástenné flexibilné absorbéry zvuku sa veľmi dobre uplatňujú aj v zasadacích miestnostiach firiem. (Zdroj: NOISE CONTROL, s. r. o.)

Včasná špecifikácia akustických požiadaviek

V prvom rade, predovšetkým pri rekonštrukciách starších objektov, je potrebné špecifikovať požiadavky na akustiku jednotlivých miestností. Investor by mal dôkladne zvážiť, aké aktivity budú v miestnostiach vykonávané a nakoľko dôležité je pre neho niektoré priestory akusticky optimalizovať. Tu je potrebné sa vyvarovať riešení vo forme mnohých tvrdých a rovných plôch v interiéri a počítať aj s umiestnením materiálov, ktoré budú zvukové vlny pohlcovať. Pokiaľ pozná projektant budúcu funkciu jednotlivých priestorov, zvolí pre ich výstavbu (a výstavbu okolitých miestností) primerané materiály so zodpovedajúcimi hodnotami vzduchovej (Rw - v dB) a kročajovej nepriezvučnosti (Lnw - v dB), príp. s náležitým činiteľom zvukovej pohltivosti αw (v %). Pre ľudské ucho je počuteľné pomerne široké spektrum zvukových frekvencií. Niektoré akusticko-izolačné prvky sú určené pre reguláciu iba nízkych frekvencií (v divadlách, koncertných sálach...), iné sú univerzálneho charakteru a nazývame ich širokopásové akustické absorbéry (hodnoty αw = 85 % a viac). Podľa usporiadania a funkcie môžu byť hlukové izolanty/pohlcovače rozdelené na porézne, kmitajúce a dutinové.

Tento akustický difuzér tvorený drevenými blokmi je súčasťou nahrávacieho štúdia. (Autor: SAPhotog, Shutterstock)
Tento akustický difuzér tvorený drevenými blokmi je súčasťou nahrávacieho štúdia. (Autor: SAPhotog, Shutterstock)

Vzduchová nepriezvučnosť

V prvom rade je v súvislosti s akustikou možné spomenúť veľmi tradičný materiál – tehlu. Aj tá môže byť užitočná pri výstavbe konštrukcií objektov s čo najvyššou hodnotou vzduchovej nepriezvučnosti Rw (cca 47 – 57 dB). Slovenské aj české spoločnosti pracujúce na intenzívnom vývoji špeciálnych produktov, ktoré umožňujú realizovať jednovrstvný múr s veľmi vysokým Rw. Tzv. akustické tehly sa vyznačujú systémom dierovania, ktorý zaručuje vysoký hlukový útlm. Stena sa pôsobením akustického tlaku len minimálne rozochvieva, nerezonuje vo vnútri a do vedľajších miestností či z vnútra do interiéru sa tak neprenáša toľko zvukovej energie ako v prípade tehly štandardnej, ktorá je bez štrbín (zjednodušene povedané: časť zvukovej energie tehla pohltí a premení v teplo, časť prejde na druhú stranu, časť sa vracia ku zdroju).

V čase, kedy je čím ďalej populárnejšia modulárna výstavba, sú pre konštrukcie stavieb využívané predovšetkým komponenty v podobe dosiek sendvičového charakteru(napr. sadrokartónové, ideálne s výplňou z materiálov triedy akustickej absorbcie A: minerálnou či sklenou). Nepriezvučnosť je posilnená okrem iného tak, že sú kombinované dosky mäkké a tuhé s rôznou hustotou materiálu.

Čo sa týka podláh, častými materiálmi užívanými ku zlepšeniu kročajovej nepriezvučnosti sú čadičová a sklená vlna, prípadne elastifikovaný penový polystyrén. Za účelom čo najvyššej nepriezvučnosti sú na podlahy pokladané aj akustické lisované dosky vyrobené z malých kúskov polyuretánovej peny. Ich úspešnosť je založená na fakte, že sa jedná o mnoho malých penových častí, ktorých rôznorodosť zabraňuje rozkmitanie dielov. Na každom rozhraní jednotlivých dielov totiž zvuk stráca niečo zo svojej energie. Dosky tak zvukové vlny pohlcujú a neprenášajú ďalej. Pri dvojitej pokládke sú polyuretánové dosky schopné zachytiť až 75 % zvuku. Zároveň absorbujú mierne pohyby pri stlačení a tak zabraňujú aj vŕzganiu starých podláh. Nepriezvučnosť ale zvyšujú tiež koberce či PVC podlahy (pozor, tieto však neriešia izoláciu nízkofrekvenčných zvukov).

Akustické vinylové podlahové krytiny môžu zvyšovať kročajovú nepriezvučnosť  až o 19 dB. (Autor: twinlynx, Shutterstock)
Akustické vinylové podlahové krytiny môžu zvyšovať kročajovú nepriezvučnosť až o 19 dB. (Autor: twinlynx, Shutterstock)

Priezvučnosť medzi nad sebou umiestnenými bytmi je možné znížiť aj aplikáciou stropných podhľadov. Riešením sú špeciálne akustické stropné systémy. Tie sú kombináciou zvukovo izolačného závesného podhľadu s priečkami, ktorý prevyšuje možnú horizontálnu prenosovú cestu pre zvuk (medzi pohľadom a pevným stropom). Tieto na mieru šité systémy zahŕňajú tiež technológie, ktoré zabraňujú prenosu zvuku ventilačnými systémami a inými konštrukčnými otvormi umiestnenými medzi podhľadom a pevným stropom.

Na zvýšenie akustickej pohody v interiéri sa využívajú aj kovové podhľady s perforáciou. (Autor: Anton Belo, Shutterstock)
Na zvýšenie akustickej pohody v interiéri sa využívajú aj kovové podhľady s perforáciou. (Autor: Anton Belo, Shutterstock)

Podstatná je tiež vzduchová nepriezvučnosť okien. Je závislá od hrúbky skiel, ich celkového počtu a vzduchovej medzery medzi tabuľami. V dnešnej dobe môžu mnohé okná ponúknuť Rw cca 42 – 45 dB. Trojité zasklenie, špeciálna konštrukcia okien alebo šikmé uloženie jednotlivých skiel však môže ponúknuť aj vyššiu hodnotu vzduchovej nepriezvučnosti. Spomenuté šikmé uloženie okrem iného zlepšuje aj posluchové podmienky v interiéri.

Štandardné akustické dvere disponujú na stavbe vzduchovou nepriezvučnosťou Rw = 37 – 39 dB. Na zákazku je však možné vyrobiť aj také, ktorých hodnota Rw bude ešte vyššia. Investor môže zvoliť aj dvere dvojité. Dvere môžu byť tiež vybavené zvukoizolačným tesnením, ktoré sa po zatvorení dverí automaticky vysunie smerom k podlahe.

Dizajnové akustické omietky môžu vylepšiť akustické podmienky tam, kde je nevhodné alebo nemožné umiestniť iné riešenie (napr. prípad pamiatkovo chránených objektov).  (Zdroj: NOISE CONTROL, s. r. o.)
Dizajnové akustické omietky môžu vylepšiť akustické podmienky tam, kde je nevhodné alebo nemožné umiestniť iné riešenie (napr. prípad pamiatkovo chránených objektov). (Zdroj: NOISE CONTROL, s. r. o.)

Priestorová akustika v interiéri

V priestoroch, kde sa už nedá stavebne zasahovať, je možné uplatniť akustické obklady či 3D panely. Tie sú tvorené rozmanitými materiálmi (ako je drevo, minerálna vlna, polyuretán, alebo napríklad ľahčený sklenený granulát) či ich kombinácia. Sú zvyčajne vyrábané v efektnom dizajnovom prevedení, rôznych farbách a vzoroch a vkusne dopĺňajú moderné interiéry. Ich výhodou je flexibilita, jednotlivé diely sú demontovateľné a premiestniteľné. Patria medzi nich napríklad kmitajúce panely (tuhý rám vyplnený minerálnou vlnou s variabilnými povrchovými úpravami) a štrbinové rezonátory (pravouhlé hranoly z tuhého dreva s výplňou z minerálnej vlny disponujú pozdĺžnou štrbinou v čelnej stene), ktoré pohlcujú nízke kmitočty. Najčastejšie využívané sú akustické kazety potiahnuté dekoratívnou tkaninou alebo dyhou a obzvlášť ozdobné sú francúzske obklady (rezonátor v podobe šikmých lamiel upevnených na tuhom ráme s výplňou z minerálnej vlny). Hluk ale pohlcujú aj kvalitné závesy, rôzne interiérové doplnky, kryty vykurovania, špeciálny akustický nábytok a ďalšie. Pre predstavu: 3D akustické panely disponujú súčiniteľom pohltivosti cca αw=0,85 - 1.

Krížencom umeleckého diela a praktického hluk-pohltivého panelu sú dizajnové akustické obrazy. Jedná sa o absorbéry s vysokým súčiniteľom zvukovej pohltivosti. Zvyšujú akustický komfort a zároveň zdobia miestnosť.

V poslednom čase sú na steny v interiéroch, kde nie je možné zavesiť panely, nanášané akustické omietky. Sú vhodné aj v pamiatkovo chránených objektoch, ktoré vyžadujú priamu povrchovú úpravu. Napomáhajú znížiť čas dozvuku (konečná hodnota dozvuku určená hrúbkou omietky) a zlepšujú celkovú akustiku miestnosti (hodnoty koeficientu aw sa pohybujú v hodnotách 40 – 100 %). Sú aplikované nástrekom, prispôsobia sa tak každému typu stropu aj steny. Nástrek je možné aplikovať aj na akustické dosky. Investor má tiež možnosť voľby medzi rôznymi pohľadovými úpravami.

Akustická omietka je na strop aplikovaná nástrekom. (Zdroj: NOISE CONTROL, s. r. o.)
Akustická omietka je na strop aplikovaná nástrekom. (Zdroj: NOISE CONTROL, s. r. o.)

Na stropoch zlepšujú akustický komfort sadrokartónové dierkované dosky s vrstvou akustického rúna na zadnej strane alebo dosky drevené. Výsledný efekt závisí na množstve dier. Spomenúť musíme aj dizajnové akustické napínané podhľady, ktorých mikroperforácia dokáže premeniť akustickú energiu na tepelnú (ľudskými zmyslami však nezaznamenateľnú). Finálny koeficient akustickej absobcie napnutej fólie je určený priemerom jednotlivých otvorov, vzdialenosťou medzi nimi, hrúbkou fólie a šírkou vzduchovej vrstvy medzi podhľadom a stropom. Výrobca navrhuje produkt klientovi individuálne na mieru.

Pôsobivé napínané podhľady je možné umiestniť do akéhokoľvek priestoru a v prípade požiadavky na zlepšenie akustickej pohody sú vybavené perforáciou. (Zdroj: CS Lyon Praha, s. r. o.)
Pôsobivé napínané podhľady je možné umiestniť do akéhokoľvek priestoru a v prípade požiadavky na zlepšenie akustickej pohody sú vybavené perforáciou. (Zdroj: CS Lyon Praha, s. r. o.)

Akustický komfort je vždy individuálny

Každý konkrétny objekt vyžaduje individuálny prístup odborníkov na akustiku. Napríklad na operačných sálach v nemocniciach je za účelom zníženia času dozvuku vhodné použiť akustický pohľad zo skleného vlákna s vysokou hustotou a s vhodnými hygienickými vlastnosťami, odpudzovaním častíc a vzduchotesnosťou. Tie isté stropné pohľady je možné využiť aj pre športové haly, avšak s podmienkou odolnosti voči mechanickým nárazom. V callcentroch je potrebné aplikovať stropný systém s najkvalitnejšími zvukovo absorpčnými parametrami v spojení s akustickými paravánmi a stenovými zvukovými absorbérmi na všetkých stenách. V školských učebniach je potrebné absorbovať zvuk a zabrániť zvukovým odrazom, zlepšiť zrozumiteľnosť reči. Odbor stavebnej akustiky je vedná disciplína a riešenie jednotlivých nekomfortných situácií je vždy lepšie zveriť skúsenejším.

Zdroje:
www.noisecontrol.cz
http://www.noitami.cz/
http://www.barrisol.cz/architekt/akusticke-podhledy/
http://www.ava-jh.cz/akusticka-okna/

Autor: Helena Široká, preklad: Ing. Kateřina Kočická
Foto: archív firiem Noise Control, CS Lyon, Shutterstock

Tématické tagy

Tématické odbory

Nové

BOSCO VERTICALE - najkrajší zelený mrakodrap na svete

Zverejnené 12.12. Nielen móda je vlastná Milánu, túto európsku metropolu zdobia nádherné poklady architektúry, ktoré hrdo vystavuje svetu. Už ste videli Bosco Verticale? Architektonický skvost v strede mesta, miesto, kde odrazu vyrástol les? Že nie? Tak sa naň poďme… ísť na článok

Nové technológie vo výrobe fotovoltaických článkov

Zverejnené 10.12. V nedávnej minulosti sme písali o kremíku ako hlavnom prvku využívanom na produkciu „štandardných“ fotoelektrických panelov. Tiež sme písali o tenkovrstevných paneloch, ktoré sú tiež pomerne rozšírené. V tomto článku si však predstavíme technológie… ísť na článok

BAU 2019

Zverejnené 8.12. V polovici októbra 2018 sa v Prahe konala tlačová konferencia k veľtrhu BAU, najväčšiemu stavebnému veľtrhu v Európe. Konať sa bude 14.–19. 1. 2019 v areáli Messe München a to vo všetkých 19 výstavných halách. Prezentovať sa príde viac ako 2 200… ísť na článok