Hodnocení a vyjadřování vzduchové a kročejové neprůzvučnosti
Pro hodnocení vzduchové a kročejové neprůzvučnosti stavebních konstrukcí a v budovách, vyjádřené v závislosti na kmitočtu, jsou stanoveny směrné křivky, které umožní vyjádřit vzduchovou a kročejovou neprůzvučnost jednočíselnými veličinami.
+ Pro vzduchovou neprůzvučnost je to zejména:
– vážený normalizovaný rozdíl hladin Dn,w nebo DnT,w;
– vážená neprůzvučnost Rw resp. R´w.
+ Pro kročejovou neprůzvučnost (viz EN ISO 717-2) zejména:
– vážená normalizovaná hladina kročejového zvuku Ln,w resp. L´n,w;
– ekvivalentní vážená normalizovaná hladina kročejového zvuku Ln,w,eq;
– vážené snížení hladiny kročejového zvuku Δ Lw.
Uvedené jednočíselné veličiny a jejich varianty jsou definovány v normách řady EN ISO 717-1 a 2. Určí se na základě postupů uvedených ve zkušebních normách řady EN ISO 140-1 až 10. Výsledné hodnoty se porovnávají s požadavky uvedenými v ČSN 73 0532.
Směrná křivka
Směrná křivka určuje směrné hodnoty laboratorní nebo stavební neprůzvučnosti R a R´ a normalizované hladiny kročejového zvuku Ln a L´n v závislosti na kmitočtu.
Jednovrstvé stavební konstrukce
Jednovrstvé stavební konstrukce jsou z hlediska akustiky takové stavební konstrukce, které kmitají jako celek. Za jednovrstvé konstrukce můžeme z hlediska akustiky považovat takové konstrukce, u kterých je možné jejich tloušťku považovat za malou, a které je možné z hlediska vlastností považovat za stejnorodé a neprodyšné. Dále platí, že vlnový odpor obklopujícího vzdušného prostředí je malý ve srovnání s vlnovým odporem stěny. Jednovrstvé konstrukce se mohou skládat z:
– jednoho stavebního materiálu (např. zdivo),
nebo
– několika vrstev různých stavebních materiálů, které však jsou příbuzné z hlediska akustických vlastností, a jsou pevně spojeny (např. vrstvy zdiva a omítky).
Kritický kmitočet fk stavebních konstrukcí
Kritický kmitočet stavebních konstrukcí je kmitočet, při němž je vlnová délka zvuku šířícího se vzduchem shodná s vlnovou délkou volné ohybové vlny stavební konstrukce (koincidence). V pásmu nad kritickým kmitočtem dochází ke koincidenci a hodnota vzduchové neprůzvučnosti se sníží.
Kritický kmitočet je určen poměrem plošné hmotnosti a ohybové tuhosti stavební konstrukce.
Vliv hmotnosti a ohybové tuhosti
Neprůzvučnost jednovrstvých stavebních konstrukcí je v zásadě tím lepší, čím jsou tyto konstrukce těžší. Zároveň platí, že vzduchová neprůzvučnost vzrůstá s kmitočtem. Pouze v oblasti koincidence se vzduchová neprůzvučnost zhoršuje, protože se v této kmitočtové oblasti vzájemně ruší účinek setrvačné hmoty a ohybové tuhosti. Ohybová tuhost může na zvukovou izolaci působit rozdílným způsobem.
Účinek ohybové tuhosti je nevýhodný u jednovrstvých stavebních konstrukcí, pokud kritická frekvence leží v rozsahu 200 až 2 000 Hz – viz např. desky nebo deskové stavební dílce z betonu, lehčeného betonu, zdiva, sádry a skla s plošnou hmotností 20 kg·m-2 až 100 kg·m-2 nebo desky ze dřeva a dřevitých hmot s plošnou hmotností vyšší než 15 kg·m-2.
Vysoká ohybová tuhost je naopak výhodná u silných zdí, pokud kritický kmitočet je nižší než cca 200 Hz. To platí pro všechny desky nebo deskové konstrukce z betonu, lehčeného betonu nebo zdiva s plošnou hmotností min. 150 kg·m-2.
Vzduchová neprůzvučnost jednovrstvých stavebních konstrukcí
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 zvukověizolační kmitočtové oblasti, tj. v rozsahu třetinooktávových kmitočtových pásem 100 až 3 150 Hz, obsahuje všechny charakteristické oblasti kmitočtového průběhu neprůzvučnosti, a to:
+ Oblast rezonance (oblast B-C) je chování stěn v okolí nejnižších vlastních kmitočtů. V této oblasti je neprůzvučnost nízká a proměnlivá, závisí na řadě okrajových podmínek včetně rozměrů stěny i rozměrů a tvaru místností. Tato oblast může zahrnovat poměrně široký rozsah kmitočtů, až několik oktáv.
+ Oblast setrvačnosti hmoty (oblast C-D) – v této oblasti je neprůzvučnost stěny závislá téměř výhradně na její plošné hmotnosti a na kmitočtu. Platí zde, že neprůzvučnost se zvyšuje při každém zdvojnásobení plošné hmotnosti v průměru o 6 dB, a že neprůzvučnost roste s kmitočtem o 6 dB na oktávu, tedy s každým zdvojnásobením kmitočtu. Stěny mají proto vyšší neprůzvučnost při vyšší hmotnosti a při vyšších kmitočtech. Rozsah této výhodné oblasti se mění s tloušťkou stěny.
Čím větší je tloušťka stěny, tím níže, do nižších kmitočtů, zasahuje oblast koincidence (oblast D-E). V této oblasti dochází k vlnové koincidenci, kdy dopadající zvuková vlna, resp. průmět délky šikmo dopadající zvukové vlny je shodný s délkou ohybové vlny ve stěně. Za této podmínky se stěna rozkmitá s amplitudou rovnající se téměř amplitudě vzduchových částic dopadající zvukové vlny a stěna vyzařuje zvukovou vlnu, jejíž intenzita je snížena vůči intenzitě dopadající zvukové vlny jen ztrátami způsobenými vnitřním tlumením konstrukce. V oblasti koincidenčního efektu dochází k poklesu neprůzvučnosti v kmitočtovém rozsahu dvou až tří oktáv. U cihelných příček snižuje koincidenční efekt neprůzvučnost u všech běžných tlouštěk příček až do tloušťky 450 až 500 mm. U příček malých tlouštěk, tj. okolo 100 mm, je koincidenční efekt patrný u vyšších a vysokých kmitočtů, mezi 1000 a 4000 Hz. U větších tlouštěk se koincidence posunuje k nižším kmitočtům, až se při tloušťce stěny 450 až 500 mm posune kritický kmitočet, to je nejnižší koincidenční kmitočet, pod zvukověizolační kmitočtovou oblast, tj. pod 100 Hz.
Při kmitočtech nad oblastí koincidence roste neprůzvučnost s kmitočtem stejně jako v oblasti setrvačnosti hmoty, ale její absolutní hodnota je podstatně nižší než v této oblasti.
Vliv dutin
Z akustického hlediska je obecně výhodné, jestliže dutiny nejsou stejně velké (vzhledem k jejich rezonanci) a jestliže mají nepravidelný tvar.
Velké dutiny mohou zhoršit zvukověizolační vlastnosti v porovnání se stejně těžkými dílci bez dutin.
Vliv omítky
Neprůzvučnost může výrazně ovlivnit tloušťka omítkové vrstvy a její hmotnost. Omítka zlepšuje vzduchovou neprůzvučnost stavebních konstrukcí v poměru, který odpovídá jejímu podílu na plošné hmotnosti. Omítka má ovšem v prvé řadě těsnicí funkci.
U zděných stěn se spárami nedostatečně vyplněnými maltou a u stěn z prodyšného materiálu (mezerovitý beton, porézní lehčený beton) dosáhneme zvukové izolace odpovídající jejich plošné hmotnosti omítnutím alespoň na jedné straně omítkou, která má dostatečnou hustotu a pokrývá celou plochu, popř. jinou povrchovou úpravou.
Nejnovější komentáře