Właściwości akustyczne okien i nawiewników powietrza.pdf

PODRĘCZNIK FIZYKI BUDOWLI

Waciwoci akustyczne

okien i nawiewnikw powietrza

W 00 r. w numerze wrzeniowym miesicznika „Materiay Budowlane” (nr 9/0),

w ramach „Podrcznika fizyki budowli”, rozpoczlimy cykl artykuw „Akustyka w bu-

downictwie”. Dotychczas omwiono: rodzaje akustyki technicznej i rda haasu; zja-

wisko fizyczne, jakim jest dwik; parametry niezbdne do omwienia zagadnie tech-

nicznych zwizanych z ochron przed haasem i drganiami w budynkach i ich otocze-

niu; zjawisko rozchodzenia si dwiku w przestrzeni otwartej oraz zamknitej; para-

metry okrelajce poziom gonoci haasu fony i skorygowane (waone) poziomy

dwiku A, B, C; parametry haasu uwzgldniajce jego zmienno w czasie; podsta-

wowepojciaopisujcedrganiaimetodyocenydrgazewzgldunaichwpywnakon-

strukcj budynkw i ludzi w nich przebywajcych; pojcia i parametry oceny odnosz-

ce si do waciwoci dwikochonnych wyrobw budowlanych oraz do izolacyjnoci

od dwikw powietrznych i uderzeniowych przegrd budowlanych; dokumenty stano-

wice podstaw prawn ochrony przeciwhaasowej i przeciwdrganiowej w budynkach;

wymaganiaiobowizujceprzepisywtejdziedzinie,atakemetodywyznaczaniabocz-

nego i poredniego przenoszenia dwiku w budynku, waciwoci akustyczne

masywnych cian wewntrznych, zewntrznych i stosowanych do nich ustrojw

izolacyjnych, lekkich cian wewntrznych i zewntrznych oraz stropw i stosowanych

na nich ustrojw izolacyjnych, a take izolacyjno akustyczn drzwi.

skonstruowanej z nich przegrody spe-

niaa warunki normowe (tabela 1). Na

og o wartoci wpadkowej izolacyjnoci

caejcianydecydujoknaorazzastoso-

wany system nawiewu powietrza. Izola-

cyjno akustyczna penej czci ciany

jest zazwyczaj znacznie wysza.

Waciwoci akustyczne

okien

Waciwoci akustyczne okrela si

na podstawie bada laboratoryjnych

okien okrelonego typu traktowanych ja-

ko odrbny produkt lub konkretnego

okna,ewentualnieznawiewnikiempowie-

trza, przeznaczonego do zastosowania

w konkretnym obiekcie (fotografia). Ist-

nieje rwnie moliwo oszacowania

izolacyjnoci akustycznej okna zgodnie

z norm PN-EN 14351-1, na podstawie

waciwoci akustycznych zastosowa-

nego w nim oszklenia, przy zapewnie-

niu podanej w normie liczby uszczelek

iuwzgldnieniukorektynarozmiaryokna

(metoda ta jest ograniczona do okien

o wartoci wskanika R

A 2

Okna peni w budynku kilka istot-

nych funkcji, jedn z nich jest ochro-

na przed dobiegajcym z zewntrz ha-

asem. Odpowiednia izolacyjno aku-

styczna okien ma szczeglne znaczenie

w przypadku lokalizacji budynku w s-

siedztwie ruchliwych ulic, drg, linii ko-

lejowych, lotnisk itp. Okna s te ele-

mentem umoliwiajcym napyw wie-

ego powietrza. W budynkach miesz-

kalnych wyposaonych w wentylacj

grawitacyjn lub w mechaniczn wenty-

lacj wycigow jest konieczne zapew-

nienie odpowiedniego napywu powie-

trza rwnie wwczas, gdy okna pozo-

staj zamknite. W tym celu s stoso-

wane nawiewniki powietrza, ktre mog

by montowane w ramie okiennej, za-

stpowa fragment szyby lub stanowi

odrbny element osadzony bezpored-

nio w zewntrznej cianie budynku. Na-

wiewniki maj bardzo duy wpyw

na wypadkow izolacyjno akustyczn

okna lub caego fragmentu ciany ze-

wntrznej znajdujcego si w obrbie

rozpatrywanego pomieszczenia.

nej sytuacji i konkretnej lokalizacji. Wa-

runki akustyczne wystpujce w porze

dziennej i w porze nocnej s rozpatry-

wane odrbnie. Wymagania dla pory

nocnej s ostrzejsze, co ma istotne

znaczenie w przypadku rde haa-

su dziaajcych intensywnie rwnie

w okresie nocy, np. drg ekspreso-

wych, gwnych ulic w miecie itp.

Wymagania dotycz izolacyjnoci ca-

ego fragmentu ciany zewntrznej znaj-

dujcego si w obrbie rozpatrywanego

pomieszczenia i s zrnicowane za-

lenie od jego funkcji. Wybrane mini-

malne wartoci wskanika oceny izola-

cyjnoci akustycznej podano w tabeli 1.

Elementy skadowe ciany zewntrz-

nej,tj.okna,czpenacianyinawiew-

niki powietrza, powinny by tak dobrane,

abywypadkowaizolacyjnoakustyczna

< 35 dB).

Parametremcharakteryzujcymwa-

ciwoci akustyczne okna jest izola-

cyjno akustyczna waciwa w funkcji

czstotliwoci, okrelona wzorem:

R = L

+10log S

/A (1)

gdzie:

L 1 , L 2 poziom cinienia akustycznego od-

powiednio w pomieszczeniu nadawczym

i odbiorczym;

S O powierzchnia okna;

A chonno akustyczna pomieszczenia

odbiorczego.

Tabela 1. Wymagana wypadkowa izolacyjno akustyczna waciwa ciany

zewnętrznej

Rodzaj pomieszczenia Minimalny wskanik oceny wypadkowej izolacyjnoci

akustycznej waciwej przyblionej R’

[dB]

zalenie od miarodajnego poziomu dwięku A [dB]

w cigu dnia/nocy na zewntrz budynku

A 2

lub R’

A 1

Wymagania akustyczne

Wymagania dotyczce izolacyjnoci

akustycznej ciany zewntrznej s za-

lene od miarodajnego poziomu dwi-

ku A haasu panujcego na zewntrz

budynku. Odnosz si wic do konkret-

dzie

51 55 56 60 61 65 66 70 71 75

noc

41 45 46 50 51 55 56 60 61 65

Pokoje w budynkach mieszkalnych

Kuchnie w budynkach mieszkalnych

Gabinety bada lekarskich, pokoje

chorych, obki, przedszkola

* )

Pokoje do pracy administracyjnej

w budynkach administracyjnych

* Instytut Techniki Budowlanej

* ) wymagania okrela si indywidualnie

5 2009 (nr 441)

dr . ce urzys

PODRĘCZNIK FIZYKI BUDOWLI

Szyby o ksztacie zblionym do kwa-

dratu mog si charakteryzowa gor-

sz izolacyjnoci akustyczn od szyb

majcych posta wyduonego prosto-

kta. Szyby o mniejszym polu po-

wierzchni maj zwykle lepsz izolacyj-

no od elementw duych o takiej sa-

mej budowie i ukadzie warstw. W przy-

padku okien z szybami o wysokiej izo-

lacyjnoci akustycznej istotnego zna-

czenia nabieraj waciwoci ramy.

W oknach z profili PVC rama moe sta-

nowi nawet ok. 40 powierzchni ca-

ego okna, ale wpyw waciwoci ramy

najczciej ujawnia si w przypadku

okien aluminiowych.

Rys. 1. zolacyjno akustyczna prostego

nawiewnika szczelinowego oraz izolacyj-

no samej szczeliny

Okno aluminiowe podczas laboratoryj-

nych bada izolacyjnoci akustycznej

Waciwoci akustyczne

nawiewnikw

Waciwoci akustyczne nawiewni-

ka powietrza, traktowanego jako od-

rbny produkt budowlany, s okrela-

ne za pomoc wskanika D

n, e

, to w rezultacie wypadkowa izo-

lacyjno akustyczna okna z nawiew-

nikiem nie bdzie rwna tej wartoci,

lecz moe by od niej znacznie mniej-

sza. Wyniki przedstawione na rysunku 1

pokazuj rwnie, e ustawienie roz-

patrywanego nawiewnika w pozycji za-

mknity ma znikomy wpyw na jego

skuteczno. Pozostawiona niewielka

szczelina umoliwiajca stay napyw

powietrza powoduje, e nawiewnik

w pozycji zamknity ma prawie takie

same waciwoci akustyczne jak

otwarty.

Oprcz najczciej stosowanych

prostych nawiewnikw powietrza s

dostpne nawiewniki wyposaone

w tumiki akustyczne , ktre maj

znacznie lepsze waciwoci akustycz-

ne. Najwysz izolacyjno mog uzy-

skiwa nawiewniki montowane bezpo-

rednio w cianie, jeeli s wyposao-

ne w odpowiedni ukad tumicy haas.

n, e,A 2

Do oceny okna stosowane s

wskaniki jednoliczbowe, zwykle

wskanik R

A 2

= R

+ C

, nieco rzadziej

+ C . Wybr wskanika oceny

zaley od dominujcego na zewntrz

rda haasu. Izolacyjno akustycz-

naoknazaleygwnieodzastosowane-

go oszklenia, ale istotne znaczenie ma

rwnie uszczelnienie przylgi, waciwo-

ci akustyczne ramy (szczeglnie

w oknach aluminiowych), a take wiel-

ko okna i proporcje wymiarw geome-

trycznychszyb.Waciwoci akustyczne

szyb s badane w warunkach laborato-

ryjnych na prbkach o standardowych

wymiarach 1230 x 1480 mm. Wielu pro-

ducentwoszkleniadysponujewynikami

bada rnych zestaww. W przypadku

braku takich wynikw mona skorzysta

z danych zawartych w normie EN 12758

(tabela2).Podanewnormiewskanikito

uoglnionewartociredniepomniejszo-

neoodchyleniestandardowe.Stowic

wartoci dosy niskie. Najlepsze oszkle-

niespordwymienionychwnormiecha-

rakteryzujesiwskanikiem R

A 2

= R

, ktrego

warto jest ustalana w poszczegl-

nych pasmach czstotliwoci na pod-

stawie bada laboratoryjnych:

A 1

n, e

= L

+ 10log A

/A (2)

s obliczane wskaniki jed-

noliczbowe D n, e, w , D n, e, A 1 = D n, e, w + C

oraz D

n, e, A 2

n, e

Proste nawiewniki szczelinowe ,

skadajce si tylko z wewntrznego

regulatora przepywu powietrza i zew-

ntrznego okapnika, ktre s monto-

wane bezporednio do ramy okiennej,

maj bardzo sabe waciwoci aku-

styczne. Na rysunku 1 pokazano war-

toci D

n, e

= D

n, e, w

+ C

uzyskane dla tego typu na-

wiewnika ustawionego w pozycji za-

mknity i otwarty oraz dla samej szcze-

liny o wymiarach 18 mm x 370 mm, wy-

konanej w drewnianym bloku przygoto-

wanym do bada. Skuteczno na-

wiewnika jest zaledwie o 3 4 dB wy-

sza od skutecznoci szczeliny niezabez-

pieczonej pod wzgldem akustycznym,

podczasgdywartowskanika D

n,e

Wypadkowa izolacyjno

akustyczna okna

z nawiewnikiem

Elementarna znormalizowana r-

nica poziomw D

n, e

=32dB.

Producenci wol wic posugiwa si

wasnymi wynikami bada, ktre s bar-

dziej korzystne.

oraz izolacyj-

no akustyczna waciwa R s to

dwie rne wielkoci , ktrych nie

mona w sposb bezporedni ze sob

porwnywa. Po odpowiednim prze-

ksztaceniu rwna (1) i (2) uzyskamy

wzr na wypadkow izolacyjno okna

z nawiewnikiem:

Tabela2.Obliczenioweparametryaku-

styczne wybranych szyb wg normy

EN 12758

Szyba R

wy-

oraz

odpowiednie wskaniki jednoliczbowe

stosowane do oceny nawiewnika mo-

g by mylce, poniewa sugeruj

wysz izolacyjno akustyczn od

uzyskiwanej w rzeczywistoci. Jeeli

w oknie o okrelonej wartoci wskani-

ka R A 2

( C C

) R

A 1

A 2

[dB]

4/(6 16)/4

29 (-1; -4) 28 25

(3)

8/(6 16)/4

33 (-1; -4) 32 29

10/(6 16)/6

35 (-1; -3) 34 32

gdzie:

D n, e

6/(6 16)/10

Laminated

37 (-1; -5) 36 32

zostanie zastosowany nawiew-

nik o takiej samej wartoci wskanika

elementarna znormalizowana rnica

poziomw nawiewnika;

5 2009 (nr 441)

Na podstawie charakterystyki wid-

mowej D

nosi 30 35 dB. Wskanik D

n, e

PODRĘCZNIK FIZYKI BUDOWLI

R O wskanik izolacyjnoci akustycznej

waciwej okna;

wyp

majcych pewien zasb wiedzy

z dziedziny akustyki budowlanej .

Czsto zakada si, e jeeli w oknie

o konkretnej wartoci wskanika R za-

stosuje si nawiewnik o takiej samej

wartoci wskanika D

n, e

wskanik wypadkowej izolacyjnoci

akustycznej okna z nawiewnikiem;

pole powierzchni okna.

Zaleno (3) okrela izolacyjno

okna z nawiewnikiem w poszczegl-

nych pasmach czstotliwoci. Wykresy

izolacyjnoci akustycznej nawiewnika

i okna maj cakowicie rny przebieg.

Ilustruje to rysunek 2, z ktrego wynika,

e o wypadkowej izolacyjnoci aku-

stycznej okna z nawiewnikiem w za-

kresie 100 315 Hz decyduj waci-

woci akustyczne okna, natomiast

w zakresie 400 5000 Hz waciwoci

nawiewnika. W takiej sytuacji zastoso-

wanie wzoru (3) do wykonania oblicze

bezporednio we wskanikach jedno-

liczbowych moe by traktowane tyl-

ko jako oszacowanie. Chcc uzyska

dokadny wynik, naley wykona obli-

czenia w poszczeglnych pasmach

izuzyskanej charakterystyki widmo-

wej wyznaczy wskaniki jednoliczbo-

we R

A 2

, to w rezulta-

cie okno z nawiewnikiem bdzie si

charakteryzowao tak sam wartoci

wypadkowej izolacyjnoci akustycznej.

W rzeczywistoci jest jednak inaczej,

warto ta moe by znacznie nisza.

W tabeli 3 zestawiono przykadowe

wyniki oblicze wypadkowej izolacyj-

noci akustycznej okna o powierzchni

S = 2 m 2 z nawiewnikiem. Obliczenia

zostay wykonane wg wzoru (3) dla r-

nych parametrw akustycznych na-

wiewnika ( D

n, e

) i okna ( R ).

Tabela3.Wynikiobliczewypadkowej

izolacyjnoci okna o powierzchni

Nawiewnik

Oknoopowierzchni

S 2m 2 R [dB]

25 30 35 40 45

D n,e [dB]

Skutek zastosowania prostego na-

wiewnika powietrza w standardowym

oknie o konstrukcji drewnianej z szy-

b 4+4/16 jest widoczny na rysunku 2.

Izolacyjno akustyczna okna z wyfre-

zowanym w ramie otworem o wymia-

rach 18 x 370 mm niewiele rni si od

izolacyjnoci okna z kompletnym na-

wiewnikiem. Uzyskane w wyniku po-

miaru wartoci jednoliczbowych wska-

nikw izolacyjnoci akustycznej wyno-

sz odpowiednio dla okna R A 2

( R

A 1

17,2 17,7 17,9 18,0 18,0

20,9 22,2 22,7 22,9 23,0

23,2 25,9 27,2 27,7 27,9

24,4 28,2 30,9 32,2 32,7

Rys. 3. Nawiewnik tego samego typu

zamontowany: a w oknie drewnianym;

b w oknie PV

24,8 29,4 33,2 35,9 37,2

W przypadku, gdy dla rozpatrywa-

nego okna o powierzchni S = 2 m 2 war-

to wskanika D

jest rwna war-

toci R , to wypadkowa izolacyjno

akustyczna okna z nawiewnikiem jest

o ok. 8 dB mniejsza od izolacyjnoci

samego okna. Ta relacja zaley od po-

la powierzchni okna. W przypadku

okien o wikszej powierzchni rnica

si zmniejsza. W praktyce na wypad-

kow izolacyjno okna z nawiewni-

kiem wpywaj rwnie inne czynniki

zwizane przede wszystkim ze sposo-

bem montau nawiewnika w oknie.

Parametr D

n, e

montau okien w celu weryfikacji usta-

lonej obliczeniowo izolacyjnoci aku-

stycznej. Metoda pomiarowa pozwala

ponadto na optymalizacj doboru po-

szczeglnych elementw odpowiednio

do istniejcej sytuacji. Ma to istotne

znaczenie szczeglnie w przypadku

duych i odpowiedzialnych obiektw

usytuowanych w haaliwym otoczeniu.

= 27 dB,

= 23 dB.

Naley jeszcze raz podkreli, e dwa

rne wskaniki stosowane do oce-

nyakustycznejokieninawiewnikw

mog by mylce nawet dla osb

Podsumowanie

Waciwoci akustyczne okien za-

le od wielu czynnikw, zwaszcza

od zastosowanego w nim oszklenia,

ale rwnie ramy, uszczelnienia i wy-

miarw szyb. Duy wpyw na wypadko-

w izolacyjno akustyczn okna maj

nawiewnikipowietrza.Wskanik D

n,e

jest okrelany pomiaro-

wo dla nawiewnika zamontowanego

w standardowym drewnianym bloku.

Taka sytuacja jest najbardziej repre-

zentatywna dla okien drewnianych, na-

tomiast w przypadku okien PVC i alu-

miniowych wntrze ramy okiennej sta-

je si zwykle dodatkowym elementem

ukadu tumicego nawiewnika (rysu-

nek 3). Najdokadniejsz metod okre-

lenia waciwoci okna z nawiewni-

kiem jest wic laboratoryjny pomiar

konkretnego gotowego zestawu. Po-

miary takie s wykonywane dla wielu

obiektw przed przystpieniem do

sto-

sowany do oceny nawiewnika moe

by mylcy, poniewa jest to inna wiel-

ko ni przyjmowany do oceny okien

wskanik R . Obu tych wielkoci nie

mona ze sob bezporednio porw-

nywa. Najdokadniejsz metod okre-

lenia waciwoci okna z nawiewni-

kiem jest laboratoryjny pomiar izolacyj-

noci akustycznej konkretnego goto-

wego zestawu.

Rys. 2. Wpyw nawiewnika szczelinowego

na waciwoci akustyczne okna

5 2009 (nr 441)

2 m 2 z nawiewnikiem

a dla okna z nawiewnikiem R

A 2

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: