Szyby dźwiękoszczelne
WPROWADZENIE
Dźwięk jest ważną i istotną częścią naszego życia. Nasze ciała mogą wytwarzać i przetwarzać dźwięk, na przykład, gdy słyszymy i mówimy. Częstotliwości dźwięku (mierzona w hercach) wskazuje na natężenie dźwięku, podczas gdy siła wahań dźwięku (mierzona w decybelach) wskazuje głośność dźwięku. Subiektywna percepcja określa, jak głośny, cichy, wysoki lub niski dźwięk jest postrzegany. Dźwięk może zatem szybko doprowadzić do nieprzyjemnego hałasu. Z jednej strony, słuch może zostać uszkodzony przez krótkotrwałe lub w sposób stały działające wartości szczytowe lub poziomy dźwięku. Może to skutkować utratą słuchu lub stałym „dzwonieniem” w uszach (szumy uszne).
Oprócz efektów akustycznych, hałas może również zakłócać spokój całego organizmu. Nawet niskie, nieszkodliwe dla słuchu natężenie dźwięku - takie jak hałas uliczny - mogą wywoływać fizyczne reakcje stresowe. Nie tylko pogarsza to samopoczucie i jakość życia, ale także aktywuje autonomiczny układ nerwowy i układ hormonalny. Może to mieć daleko idące konsekwencje: Zwiększone uwalnianie hormonów stresu może wpływać na ciśnienie krwi, tętno i inne elementy układu krążenia oraz zakłócać procesy metaboliczne organizmu. Wzrasta ryzyko zaburzeń snu, wysokiego ciśnienia krwi, a nawet zawału serca. Hałas może zatem wyrządzić ludziom nieodwracalne szkody, których nie należy lekceważyć. Nawiasem mówiąc, nie można przyzwyczaić się do hałasu, ponieważ regulacja układu krążenia i metabolizmu odbywa się nieświadomie za pośrednictwem autonomicznego układu nerwowego, a zatem reakcje na hałas mogą wystąpić również podczas snu.
Według Federalnej Agencji Środowiska (UBA) i Światowej Organizacji Zdrowia nie należy zatem przekraczać następujących wartości:
- Aby uniknąć zagrożeń dla zdrowia, nie należy przekraczać 65 dB w ciągu dnia i 55 dB w nocy.
- Aby uniknąć znacznych uciążliwości, poziom hałasu powinien zostać zredukowany do 55 dB w ciągu dnia i 45 dB w nocy.
- W dłuższej perspektywie należy dążyć do wartości 50 dB w ciągu dnia i 40 dB w nocy.
Zalecenia Federalnej Agencji Środowiska są szybko przekraczane, szczególnie w centrach miast i na ruchliwych drogach. Według FAŚ około 75% osób mieszkających w Niemczech czuje się zaniepokojonych lub zirytowanych hałasem drogowym. W takich warunkach trudno jest pracować w skupieniu w budynkach biurowych lub mieszkalnych. Poniższa tabela przedstawia wartości natężenia dźwięku pochodzących z różnych źródeł hałasu. Wzrost poziomu natężenia dźwięku o 10 dB jest postrzegany przez ludzi jako podwojenie głośności.
| dB | Charakterystyczne poziomy natężenia dźwięku ze źródeł hałasu |
| 0-6 | Próg słyszalności |
| 20 | Tykanie zegara |
| 40 | Cicha rozmowa, cicha ulica |
| 50 | Zwykła zabawa |
| 60 | Głośne rozmowy, odkurzacz |
| 70 | Głośna ulica |
| 80 | Hałas spowodowany dużym natężeniem ruchu samochodowego |
| 90 | Piła tarczowa, motocykl |
| 120 | Samoloty z napędem silnikowym w odległości 3 m |
| 130 | Syrena w odległości 2 metrów |
Określanie poziomów natężenia dźwięku źródeł hałasu na podstawie publikacji technicznej VFF "Izolacyjność akustyczna okien, drzwi i fasad".
HERC, DECYBEL I SPÓŁKA
Dźwięk to wibracje i fale w zakresie częstotliwości od 16 do 20 000 herców (Hz). Wibracje mogą rozchodzić się zarówno w powietrzu, jak i w ciałach stałych. Częstotliwości poniżej 16 Hz należą do spektrum infradźwięków, a częstotliwości powyżej 20 000 Hz należą do spektrum ultradźwięków - żadne z nich nie mogą być odbierane przez ludzkie ucho.
Częstotliwość podaje liczbę drgań na sekundę i jest mierzona w hercach. Wysokie częstotliwości (= wiele wibracji) wytwarzają wysokie dźwięki, niskie częstotliwości (= niewiele wibracji) wytwarzają niskie dźwięki. W budownictwie brany jest pod uwagę zakres częstotliwości od 100 Hz do 3150 Hz lub w zakresie pomiarowym od 50 Hz do 5000 Hz.
Energia zawarta w fali dźwiękowej unoszącej się w powietrzu - natężenie dźwięku (ciśnienia) - jest mierzone w decybelach (dB). Różne wartości ciśnienia akustycznego powodują, że dźwięki są odbierane z różną głośnością. Głośność jest zatem wynikiem działania poziomu natężenia ciśnienia akustycznego i częstotliwości.
Aby chronić się przed hałasem, możliwa jest aktywna lub pasywna ochrona przed hałasem. Aktywna ochrona przed hałasem obejmuje środki ograniczające u samego źródła hałasu, takie jak np. zakaz lotów nocnych w przypadku hałasu powodowanego przez samoloty. Z drugiej strony, pasywna ochrona przed hałasem obejmuje wszystkie środki w miejscu emisji, tj. tam, gdzie dociera hałas. Klasycznym przykładem pasywnej ochrony przed hałasem są okna dźwiękoszczelne.
ROZWIĄZANIE
Szyby dźwiękoszczelne pomagają zmniejszyć obciążenie hałasem, gdy ludzie znajdują się wewnątrz budynku. Aby uzyskać optymalną izolacyjność akustyczną, należy ją już uwzględnić na etapie projektowania budynku. W zależności od rodzaju i źródła hałasu, odpowiednia budowa szyb - przy użyciu różnych typów szkła - może zapewnić znaczną poprawę izolacyjności akustycznej w porównaniu ze standardowymi szybami zespolonymi.
Różne standardy wymagają różnych zasad w konstruowaniu budowy szyb. Następujące czynniki mogą mieć pozytywny wpływ na izolacyjność akustyczną:
- Zwiększona grubość szkła (duża masa)
- Asymetryczna budowa (różne grubości szkła)
- Zwiększona przestrzeń międzyszybowa
- Szkło laminowane z foliami akustycznymi
Dzięki odpowiedniej budowie szyb można osiągnąć wartości izolacyjności akustycznej do 54 dB. Jeśli, na przykład, piła łańcuchowa jest używana na zewnątrz, hałas wewnątrz budynku odbierany jest tylko jako cichy hałas uliczny.
Na marginesie, klasy izolacyjności akustycznej dla okien zawarte w wytycznych VDI 2719 zostały zastąpione wprowadzeniem normy DIN 4109 i nie wymagają już znormalizowanego podejścia.
Standard i procedury badawcze
W Niemczech izolacyjność akustyczna szyb jest obecnie badana w laboratorium zgodnie z normą DIN EN ISO 10140-2. Stanowisko badawcze składa się z dwóch przylegających do siebie pomieszczeń ze ścianką działową, w której zamontowane są badane szyby. W jednym z pomieszczeń generowany jest dźwięk w zakresie częstotliwości od 100 do 5000 Hz. Zmierzone poziomy natężenia ciśnienia akustycznego w pomieszczeniach nadawczym i odbiorczym wykorzystywane są do określenia wskaźnika redukcji dźwięku w zależności od częstotliwości. Po określeniu wskaźnika redukcji dźwięku R dla określonych częstotliwości, obliczany jest następnie ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej Rw zgodnie z normą DIN EN ISO 717-1 i podawany w decybelach (dB).
Zgodnie z normą DIN ISO 717-1 wprowadzono również tak zwane widmowe wskaźniki adaptacyjne C i Ctr, aby uwzględnić różne widma częstotliwości hałasu mieszkalnego i ulicznego - odzwierciedlają one subiektywne odczucia użytkownika. Służą one do określenia ważonego wskaźnika izolacyjności akustycznej w zakresie częstotliwości 100-5000 Hz. Wartości wskaźników adaptacyjnych wynikają z pomiaru izolacyjności akustycznej szkła, uwzględniające odpowiednie źródło hałasu.
Zgodnie z normą DIN EN ISO 10140-2, wartości izolacyjności akustycznej szyb odnoszą się zawsze do formatu szyby 1,23 x 1,48 metra. Konstrukcja ramy oraz sposób osadzenia szkła nie są brane pod uwagę. Poniższa tabela przedstawia orientacyjne możliwe zmiany Rw w zależności od wielkości szyby. Odnoszą się one do całej konstrukcji okna.
Schematyczne przedstawienie pomieszczenia nadawczego (po lewej) i odbiorczego (po prawej) do badania izolacyjności akustycznej w laboratorium. Przeszklenie poddawane badaniu znajduje się w ścianie działowej (zaznaczonej na zielono).
| Źródło hałasu | Wartość widmowego wskaźnika adaptacyjnego |
|
C (Spektrum nr 1) |
|
Ctr (Spectrum nr 2) |
Wartości widmowych wskaźników adaptacyjnych C i Ctr na podstawie publikacji technicznej BF "Szkło dźwiękoszczelne".
| Wielkość szyby S | Suma korekcyjna Δ Rw |
| 0,6 m² < S ≤ 1,5 m² | -2 dB do 0 dB |
| 1,5 m² < S ≤ 2,7 m² | 0 dB |
| 2,7 m² < S ≤ 3,6 m² | -1 dB |
| 3,6 m² < S ≤ 4,6 m² | -2 dB |
| > 4,6 m² | -3 dB |
Wartości korekcyjne dla wartości Rw okien z publikacji technicznej BF "Szkło dźwiękoszczelne".
Rozszerzone zasady dokonywania zmian
W celu określenia wskaźnika redukcji dźwięku dla produktu ze szkła, oprócz badań laboratoryjnych dopuszczalne jest również zastosowanie zasad dokonywania zmian zgodnie z normą DIN EN 12758. Jeśli przy określaniu budowy szyb przestrzegane są następujące zasady, to nie ma to negatywnego wpływu na wartości izolacyjności akustycznej:
a) Zasady dotyczące szkła bazowego
- Właściwości dźwiękoszczelne są niezależne od składu surowcowego szkła, koloru szkła (bezbarwne lub barwione w masie) lub jego dalszego przetwarzania, np. obróbki termicznej, np. do szkła hartowanego ESG lub szkła wzmacnianego termicznie TVG.
- Szkło ornamentowe zachowuje się akustycznie jak szkło o najbliższej, niższej pod względem grubości szkło float. Przykład: Szkło ornamentowe o grubości 6 mm jest opisywane akustycznie przez wartość dla monolitycznego szkła float o grubości 5 mm.
- Siatka druciana zatopiona w szkle nie wpływa na izolacyjność akustyczną.
b) Zasady dotyczące obróbki powierzchni i powłok
Piaskowanie, trawienie, emaliowanie i powlekanie nie mają wpływu na izolacyjność akustyczną, pod warunkiem, że grubość szkła mieści się w dopuszczalnej tolerancji dla danego produktu.
c) Zasady dotyczące szkła laminowanego VG/bezpiecznego szkła laminowanego VSG
- Szkło laminowane VSG można opisać akustycznie za pomocą wartości dla szkła hartowanego ESG o tej samej grubości lub o najbliższej, mniejszej grubości całkowitej (tj. sumy grubości pojedynczych szyb).
- Wartości dla szkła laminowanego VG można przyjąć uwzględniając dodatkowo większą najbliższą warstwie pośredniej grubość szkła.
- W przypadku szkła laminowanego zbudowanego z różnej grubości szkła hartowanego nie ma preferowanego kierunku osadzenia takiego szkła.
- W przypadku potrzeby zamiany szkła laminowanego określone zostały reguły w zależności wymiarów szkła i zastosowanego typu folii zgodnie z normą ISO 16940.
d) Zasady dotyczące szyb zespolonych
- Nie ma rozróżnienia między wypełnieniem PMS powietrzem i argonem. Jeśli w raporcie z badania wymieniono rodzaj gazu krypton, należy go zastosować.
- Niezależnie od rodzaju szkła w szybie zespolonej (ze szkłem laminowanym lub bez), izolacyjność akustyczna nie zależy od kierunku montażu szyby zespolonej.
- Zamontowane w przestrzeni międzyszybowej (żaluzje, szprosy itp.), które nie stykają się z szybami, mają pomijalny wpływ na właściwości dźwiękoszczelne.
- Masy uszczelniające zastosowane w uszczelnieniu krawędziowym oraz ramki dystansowe mogą być dowolnie zastępowane.
- Szyby zespolone wypełnione powietrzem lub argonem mogą być zastępowane przez szyby zespolone wypełnione kryptonem lub mieszaniną kryptonu, argonu i powietrza.
- Wartości dla szyb zespolonych z ramką międzyszybową ≥ 12 mm mogą być stosowane przy zamianie na szerszą ramkę.
- Wartości dla szyb zespolonych z ramką międzyszybową = 12 mm mogą być stosowane przy zamianie na węższą ramkę.
- Izolacyjność akustyczna nie ulega pogorszeniu, jeśli szkło hartowane ESG zostanie zastąpione szkłem laminowanym VG/bezpiecznym szkłem laminowanym VSG o co najmniej takiej samej grubości.
e) Zasady dotyczące luster oraz szkła lakierowanego, emaliowanego i zabezpieczonego folią
Powlekanie srebrem, lakierem, emalią lub cienką warstwą folii nie wpływa na izolacyjność akustyczną szkła.
f) Wymiana folii PVB
Norma DIN EN 12758, załącznik A odnosi się do normy ISO 16940, która opisuje metodę porównywania właściwości akustycznych międzywarstw szkła laminowanego w oparciu o sztywność i współczynnik strat międzywarstwy. Według Niemieckiego Stowarzyszenia Szkła Płaskiego, dane te mogą być dostarczone przez producentów folii przez przedłożenie zakładowego świadectwa badań. Alternatywnie, wyników w tym zakresie dostarczyć mogą również, badania porównawcze.
Rozszerzone zasady dokonywania zmian z publikacji technicznej BF "Zasady dokonywania zmian oraz znormalizowane wartości izolacyjności akustycznej zgodnie z DIN EN 12758:2019-1"
Znormalizowane wartości izolacyjności akustycznej
Oprócz szyb o zróżnicowanej budowie przebadanych laboratoryjnie oraz zastosowania rozszerzonych zasad dokonywania zmian, można również jako opcję dodatkową, zastosować znormalizowane wartości izolacyjności akustycznej. Te znormalizowane, obliczone z zachowaniem należytej staranności wartości izolacyjności akustycznej mogą być stosowane, jeśli nie jest dostępny raport z badań. Poniższa tabela zawiera szereg znormalizowanych szyb dźwiękoszczelnych dla szkła monolitycznego, bezpiecznego szkła laminowanego VSG oraz jedno- i dwukomorowych szyb zespolonych wypełnionych powietrzem lub argonem.
| Typ i grubość szkła w mm |
Izolacyjność akustyczna w dB Rw / C / Ctr |
| Szkło monolityczne | |
| 3 | 28 / -1 / -4 |
| 4 | 29 / -2 / -3 |
| 5 | 30 / -1 / -2 |
| 6 | 31 / -2 / -3 |
| 8 | 32 / -2 / -3 |
| 10 | 33 / -2 / -3 |
| 12 | 34 / -1 / -2 |
| 15 | 36 / -1 / -2 |
| 19 | 38 / -2 / -4 |
| Szkło laminowane VG/bezpieczne szkło laminowane VSG * | |
| 33.2 | 32 / -1 / -3 |
| 44.2 | 33 / -1 / -3 |
| 55.2 | 34 / -1 / -3 |
| 66.2 | 36 / -1 / -2 |
| 88.2** | 36 / -1 / -3 |
| 1010.2*** | 37 / -1 / -3 |
| 1212.2*** | 38 / -1 / -3 |
* VG bez folii akustycznej
** 6 ≤ PMS ≤16
*** Wartości z DIN EN 12758:2011
| Typ i grubość szkła w mm |
Izolacyjność akustyczna w dB Rw / C / Ctr |
| Jednokomorowa szyba zespolona | |
| 4 / PMS / 4 | 29 / -1 / -4 |
| 6 / PMS / 4 | 32 / -2 / -4 |
| 6 / PMS / 6 | 31 / -1 / -4 |
| 8 / PMS / 4 | 34 / -2 / -4 |
| 8 / PMS / 6 | 35 / -3 / -6 |
| 8 / PMS / 8 | 32 / -2 / -5 |
| 10 / PMS / 4 | 35 / -2 / -5 |
| 10 / PMS / 6 | 36 / -2 / -4 |
| 4 / PMS / 33.2 | 33 / -1 / -5 |
| 6 / PMS / 33.2 | 33 / -2 / -5 |
| 6 / PMS / 44.2 | 36 / -2 / -5 |
| 6 / PMS / 55.2 | 38 / -1 / -5 |
| Dwukomorowa szyba zespolona | |
| 4 / PMS / 4 / PMS / 4 | 30 / -1 / -5 |
| 6 / PMS / 4 / PMS / 4 | 30 / -1 / -5 |
| 8 / PMS / 4 / PMS / 6 | 37 / -3 / -7 |
| 8 / PMS / 6 / PMS / 6 | 35 / -2 / -5 |
| 10 / PMS / 6 / PMS / 8 | 40 / -2 / -5 |
| 4 / PMS / 4 / PMS / 33.2 | 34 / -2 / -6 |
| 4 / PMS / 4 / PMS / 44.2 | 36 / -2 / -6 |
| 6 / PMS / 4 / PMS / 44.2 | 38 / -2 / -8 |
| 6 / PMS / 6 / PMS / 44.2 | 38 / -2 / -6 |
| 6 / PMS / 6 / PMS / 55.2 | 40 / -2 / -5 |
| 6 / PMS / 6 / PMS / 66.2 | 40 / -2 / -4 |
| 33.2 / PMS / 4 / PMS / 33.2 | 36 / -3 / -7 |
| 44.2 / PMS / 4 / PMS / 33.2 | 40 / -3 / -7 |
| 44.2 / PMS / 4 / PMS / 44.2 | 37 / -2 / -5 |
| 44.2 / PMS / 6 / PMS / 44.2 | 39 / -2 / -6 |
| 66.2 / PMS / 4 / PMS / 44.2 | 42 / -2 / -4 |
Znormalizowane wartości izolacyjności akustycznej w oparciu o publikację techniczną BF " Zasady dokonywania zmian oraz znormalizowane wartości izolacyjności akustycznej zgodnie z DIN EN 12758:2019-1".