Wełna mineralna a ochrona przed hałasem

W konstrukcjach dźwiękochłonnych, takich jak sufity podwieszane (płaskie i przestrzenne), płyty z wełny mineralnej (zarówno skalnej, jak i szklanej) spełniają funkcję pochłaniacza dźwięków i są układane w wolnej przestrzeni pomiędzy stropem a elementami osłonowymi.

Izolacja: wełna mineralna

W systemach suchej zabudowy, stosowanych jako przegrody dźwiękoizolacyjne, wełna mineralna wypełnia przestrzeń między płytami osłonowymi. Wełna jest także z powodzeniem stosowana w ustrojach dźwiękoizolacyjnych wykonywanych na ścianach masywnych.
Warstwy tłumiące z wełny mineralnej w podłogach pływających zwiększają izolacyjność stropu od dźwięków uderzeniowych i powietrznych. Wyroby z tego materiału używane są również do wyciszania hałasu od instalacji wodnej i centralnego ogrzewania - jako otuliny izolujące i tłumiące drgania przewodów, a także w tłumikach instalacji wentylacyjnych. W zabezpieczeniach przemysłowych wełną wypełnia się ścianki kabin dźwiękoszczelnych, ekrany dźwiękoizolacyjne, obudowy oraz osłony maszyn. Należy zaznaczyć, że w przypadku układów dźwiękoizolacyjnych wełna mineralna stanowi element przegrody. Dlatego też parametry akustyczne są podawane dla konkretnych dźwiękoszczelnych układów konstrukcyjnych.

• Materiały dźwiękochłonne to takie, które samodzielnie i bez dodatkowej obróbki nie mogą być umieszczone jako okładziny w ścianach czy w sufitach, ale mogą służyć jako wypełnienie ustrojów dźwiękochłonnych.
  W tej grupie wyróżnia się materiały dźwiękochłonne (maty, filce, płyty), wyroby dźwiękochłonne (płyty z wełny mineralnej o określonych parametrach) i ustroje dźwiękochłonne (np. ustroje z płyt gipsowo-kartonowych).
• Ustroje dźwiękochłonne to konstrukcje wykonane z kilku materiałów (nie tylko dźwiękochłonnych), wyposażone w elementy do montażu na ścianach czy sufitach podwieszanych pomieszczeń i skonstruowane w sposób pozwalający na pochłanianie dźwięków w określonym paśmie częstotliwości. Ze względu na kształt można wyróżnić ustroje płaskie i przestrzenne.

Sufity podwieszane

Najczęściej oferowane wyroby dźwiękochłonne to kompletne rozwiązania sufitów podwieszanych i lekkich ścianek działowych, w których warstwę izolacyjną stanowi wełna mineralna, skalna lub szklana. Warto pamiętać, że o dźwiękochłonnych właściwościach sufitów podwieszanych decyduje nie tylko rodzaj i grubość warstwy izolacji, ale również odległość układu od stropu.

Izolacje: materiały i ich właściwości akustyczne

Wyroby dźwiękochłonne mają dwa główne zastosowania: do wyciszania pomieszczeń (obniżanie poziomu hałasu i zmniejszanie czasu pogłosu) oraz do kształtowanie właściwych warunków pogłosowych w budynkach użyteczności publicznej.
Do wyciszenia pomieszczenia dobiera się wyroby o największych współczynnikach pochłaniania dźwięku, możliwie najszerszym paśmie częstotliwości, ze szczególnym uwzględnieniem pasm z dominującymi składowymi hałasu. Kształtowanie właściwych warunków pogłosowych dotyczy takich pomieszczeń jak sale koncertowe, klasy szkolne czy studia nagrań. W tych pomieszczeniach czas pogłosu nie może być ani zbyt długi, ani zbyt krótki. Poza tym czas pogłosu powinien być w miarę wyrównany we wszystkich pasmach częstotliwości z zakresu 125-4000 Hz. Dobór i rozmieszczenie wyrobów dźwiękochłonnych w pomieszczeniu powinno wynikać ze szczegółowych analiz akustycznych, uwzględniających takie czynniki, jak przeznaczenie pomieszczenia, jego objętość, kształt i zagospodarowanie. Pomiary akustyczne powinny określić czas pogłosu i rozkład pola akustycznego w pomieszczeniu w przypadku obiektów istniejących i modernizowanych. W przypadku obiektów projektowanych wcześniej należy dokonać odpowiednich obliczeń.
Przy wyborze wyrobów dźwiękochłonnych należy wziąć pod uwagę nie tylko właściwości akustyczne, ale także warunki eksploatacyjne oraz takie cechy użytkowe wyrobów, jak odporność na ogień i podwyższone temperatury, odporność mechaniczna, sposób montażu i demontażu, ciężar.

Parametry charakteryzujące właściwości dźwiękochłonne wyrobów budowlanych:

• pogłosowy współczynnik pochłaniania dźwięku (zgodnie z normą PN EN 20354:2000);
• praktyczny współczynnik pochłaniania dźwięku (stosowany powszechnie przez akustyków w projektach adaptacji wnętrz);
• wskaźnik pochłaniania dźwięku.

Wełna mineralna: skalna i szklana

Wyroby z wełny mineralnej skalnej i szklanej znalazły się w grupie najlepszych wyrobów dźwiękochłonnych. Stosowane są zarówno do wytłumiania pomieszczeń i korekcji pogłosu, jak i do izolacji akustycznej. W ustrojach dźwiękochłonnych, takich jak sufity podwieszane płaskie i przestrzenne lub boazerie, płyty z wełny mineralnej spełniają funkcję wkładek pochłaniających. Płyty z wełny o dekoracyjnie wykończonej powierzchni są stosowane bez dodatkowych osłon. W lekkich płytach warstwowych, stosowanych jako przegrody dźwiękoizolacyjne, wełna wypełnia przestrzeń między płytami osłonowymi. Jest także wykorzystywana w ustrojach dźwiękoizolacyjnych wykonywanych na przegrodach masywnych. Warstwy tłumiące z wełny mineralnej w podłogach pływających, stosowanych na stropach, zwiększają izolacyjność stropu od dźwięków uderzeniowych i powietrznych. Wyroby z wełny mineralnej używane są również do wyciszania hałasów od instalacji - jako otuliny izolujące i tłumiące drgania przewodów, a także w tłumikach instalacji wentylacyjnych. W zabezpieczeniach przemysłowych wełną wypełnia się ścianki kabin dźwiękoszczelnych, ekrany dźwiękochłonno-izolacyje, obudowy oraz osłony maszyn.

Tak szeroki i różnorodny zakres zastosowania wyrobów z wełny mineralnej wynika z naturalnych właściwości samego materiału. Wełna mineralna, składająca się z włókien kamiennych lub szklanych, pochłania w różnym stopniu fale dźwiękowe (w zależności od rodzaju i gęstości wełny). Właściwości te decydują jednak tylko o przydatności akustycznej wyrobu do poszczególnych zabezpieczeń akustycznych. Nie określają natomiast ich faktycznej efektywności akustycznej.
Efektywność akustyczna poszczególnych zabezpieczeń zależy od układu konstrukcyjnego, w jaki wbudowano wełnę mineralną. I tak współczynnik pochłaniania dźwięku dla płyt przyklejonych do sufitu będzie inny niż dla płyt podwieszanych w pewnej odległości od niego, a jeszcze inny dla tych samych płyt umieszczonych za płytą perforowaną.

Z kolei w przypadku układów dźwiękoizolacyjnych nie można mówić o izolacyjności samej wełny mineralnej. Dopiero w połączeniu z płytami gipsowymi lub blachą stanowi przegrodę dźwiękoizolacyjną. Dlatego parametry akustyczne podaje się dla konkretnych układów konstrukcyjnych.
Izolacyjność akustyczna, czyli zdolność materiału do tłumienia dźwięków, jest to opór, jaki stawia dźwiękom (powietrznym oraz materiałowym) ściana lub strop. Zależy ona głównie od masy i budowy danego elementu. Im cięższa jest przegroda, tym większa jest jej izolacyjność akustyczna. Lepsza pod tym względem będzie więc ściana z cegły pełnej niż z betonu komórkowego. Projektanci starają się jednak, aby cała konstrukcja budynku była jak najlżejsza, dlatego wznosi się lekkie przegrody, w których izolacją są elastyczne materiały o niejednorodnej, porowatej strukturze i doskonałych parametrach tłumienia dźwięków (np. wełna mineralna).

Wypełnienie pustki powietrznej w ścianie działowej wełną mineralną zwiększa izolacyjność akustyczną ściany. Zastosowanie takiego rozwiązania eliminuje odbicia fal dźwiękowych wewnątrz przestrzeni powietrznej. Komfort akustyczny mogą zapewnić tylko prawidłowo zaprojektowane i skonstruowane ściany zewnętrzne, podłogi, stropy oraz ścianki oddzielające poszczególne pomieszczenia. Nie bez znaczenia jest także rozplanowanie wnętrza. Pomieszczenia, w których panuje zbliżony poziom hałasu, powinny znajdować się blisko siebie. Należy unikać powierzchni wklęsłych (np. załomów ścian), skupiających energię fal dźwiękowych. Aby ustrzec się nadmiaru hałasu, głośne urządzenia instalacyjne (np. hydrofory) należy umieścić - o ile jest to możliwe - poza budynkiem. Jeżeli nawet po uwzględnieniu tych zaleceń w domu jest zbyt głośno - należy zastosować izolację akustyczną.

Izolacja akustyczna: ściany zewnętrzne

Dźwięki słyszane w domu mogą mieć swoje źródło zarówno wewnątrz, jak i w otoczeniu domu. Odpowiednio wysokie i masywne ogrodzenie oraz szpalery drzew i krzewów mogą zneutralizować uciążliwy hałas dochodzący z zewnątrz. Ważne jest także właściwe usytuowanie budynku; jeśli jest zlokalizowany przy trasie komunikacyjnej, wówczas te pomieszczenia, w których szczególnie zależy nam na ciszy, powinny znajdować się na tyłach budynku.

 Przez ściany zewnętrzne przenikają najbardziej uciążliwe dźwięki - szczególnie wtedy, gdy dom znajduje się przy ruchliwej ulicy lub w sąsiedztwie zakładu produkcyjnego. Dla zwiększenia ochrony przed hałasem należy:

• zamontować okna o lepszej izolacyjności (lub dokładnie je uszczelnić) oraz wyciszyć drzwi (należy wtedy pamiętać o założeniu wentylacji nawiewno-wywiewnej),
• izolować ściany warstwą wełny mineralnej, która jest nie tylko doskonałym izolatorem cieplnym i ochroną przed ogniem, ale także izolatorem akustycznym.

Właśnie dlatego lepiej do wyciszania używać wełny niż styropianu.

Ściany działowe szkieletowe z wypełnieniem z wełny mineralnej

Konstrukcja tego rodzaju ścian jest zbudowana z lekkiego rusztu stalowego, z obustronną okładziną i wypełnieniem wewnątrz. Izolacyjność akustyczna w przypadku ścian masywnych (tj. wykonanych z betonu, cegły, gazobetonu) zależy przede wszystkim od masy 1 m² ściany i rośnie przy zwiększeniu jej grubości. Wiąże się to jednak ze zwiększeniem obciążenia stropów. Zastosowanie podwójnych ścian działowych i wypełnienie przestrzeni pomiędzy nimi wełną mineralną pozwala uzyskać większą izolacyjność przy mniejszej masie.

Warto pamiętać, że na izolacyjność ścian szkieletowych mają wpływ wszystkie elementy składowe. Większa masa płyt okładzinowych, ich elastyczne zamocowanie do szkieletu i wypełnienie z materiałów włóknistych (wełna mineralna, wata szklana, włókniny syntetyczne) powodują wzrost izolacyjności.
Warto dodać, że istotnym czynnikiem wpływającym na skuteczność izolacji akustycznej ścian o podwójnym szkielecie jest sposób ich montażu. Należy unikać powszechnie stosowanych przewiązek spinających. Te dodatkowe elementy łączące dwie ściany szkieletowe powodują powstawanie mostków akustycznych, które obniżają izolacyjność przegrody.

Ściana podwójna montowana jest najczęściej na wspólnym na stropie, który przenosi drgania. Do tłumienia drgań w każdym systemie suchej zabudowy standardowo stosuje się specjalne samoprzylepne taśmy akustyczne. Producenci materiałów izolacyjnych z wełny mineralnej (kamiennej i szklanej) oferują szereg produktów przygotowanych fabrycznie do użycia z systemami suchej zabudowy wnętrz. Ma to szczególne znacznie przy wypełnianiu przestrzeni pomiędzy okładzinami lekkich ścianek działowych, które najczęściej mocowane są do słupków pionowych rozstawionych co 60 cm.

Dla porównania - ścianka działowa o tej samej grubości, ale bez wypełnienia wełną mineralną, charakteryzuje się następującymi parametrami:

• izolacyjność akustyczna na poziomie 42 dB;
• odporność ogniowa 30 minut (F0,5);

Stropy i sufity a hałas

Problem wygłuszania hałasów powstających na wyższych kondygnacjach dotyczy głównie budynków wielorodzinnych, ale też jednorodzinnych - szczególnie o lekkiej konstrukcji szkieletowej. W celu wytłumienia dźwięków materiałowych należy wykonać izolację w obrębie ich powstawania. Dzięki temu dźwięki nie przeniosą się do innych części domu.

Hałasy dobiegające z dołu można wyciszyć, układając na stropie warstwę izolacyjną (która pochłonie dźwięki) i zwiększając masę stropu. Sposobem na ograniczenie rozprzestrzeniania się dźwięków materiałowych jest ułożenie tzw. pływającej podłogi i pokrycie jej panelami podłogowymi, które nie są trwale zamocowane do podłoża. Pływającą podłogę układa się na sztywnych stropach, których wytrzymałość pozwala na przenoszenie dość dużych obciążeń. Izolację z wełny mineralnej układa się bezpośrednio na podłożu lub na paroizolacji.

Do układania na stropach są przeznaczone specjalne płyty z wełny mineralnej, które pod obciążeniem warstwą dociskową z betonu odkształca się i lepiej tłumi dźwięki. Wełna mineralna powinna mieć gęstość powyżej 120 kg/m² i wymaga dociśnięcia do podłoża warstwą wylewki betonowej o grubości 4-5 cm.
Podwieszane sufity izolacyjne stosuje się w celu zwiększenia izolacyjności stropu od dźwięków powietrznych. Najkorzystniejsze parametry akustyczne można uzyskać przy zastosowaniu systemowych rozwiązań z płyt gipsowo-kartonowych i izolacji z wełny mineralnej. W przypadku sufitów podwieszanych stosowanie płyt styropianowych pogarsza izolacyjność akustyczną stropu.

Hałaśliwe rury

Źródłem dokuczliwego hałasu mogą być także nieprawidłowo zaprojektowane i wykonane instalacje wodno-kanalizacyjne oraz klimatyzacja.
Aby zmniejszyć uciążliwość takiego hałasu, należy wykonać dźwiękochłonną i przeciwdrganiową izolację przewodów, stosując maty i otuliny z wełny kamiennej i szklanej oraz montując na przewodach kompensatory drgań.

Wełna mineralna - dzięki sprężystości - nadaje się także do izolowania akustycznego instalacji grzewczych i klimatyzacyjnych. Wyniki uzyskane w laboratoriach pokazują, że doskonałe efekty tłumiące można osiągnąć już przy zastosowaniu 25-milimetrowych produktów z wełny mineralnej.