Izolacyjność akustyczna ścian z płyt g-k

Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynku są w Polsce obligatoryjne. Norma PN-B-02151-3:1999, która obowiązuje od stycznia 2001 roku, podaje dopuszczalne wartości wskaźników izolacyjności akustycznej ścian i stropów w zależności od przeznaczenia budynku oraz funkcji sąsiadujących ze sobą pomieszczeń.

Izolacyjność akustyczna ścian działowych określana jest wzorem:

R'_A1 = R_A1- K,

w którym:

• R'_A1 to wskaźnik oceny przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej przegrody (izolacyjność akustyczna uzyskana w budynku),
• R_A1 to wskaźnik oceny izolacyjności akustycznej właściwej przegrody (wynik w laboratorium),
• K - poprawka określająca wpływ bocznego przenoszenia dźwięku.

Powyższa norma określa wymagany wskaźnik izolacyjności akustycznej R'_A1. Dla ścianek wewnętrznych w mieszkaniach powinien on wynosić co najmniej 50 dB, natomiast w biurach - 35-45 dB.
Lekkie ściany szkieletowe, w zależności od stosowanej konstrukcji, mogą uzyskiwać różną izolacyjność akustyczną. Wartości jednoliczbowych wskaźników R_A1, osiągane w warunkach laboratoryjnych przez ściany o różnej budowie, mieszczą się w granicach od 27 dB (pojedyncza płyta gipsowo-kartonowa) do ponad 70 dB (w przypadku specjalnych systemów suchej zabudowy wnętrz wykorzystywanych np. w multipleksach).

O izolacyjności akustycznej lekkich ścian szkieletowych montowanych z płyt gipsowo-kartonowych decydują:

• konstrukcja szkieletu nośnego ściany;
• grubość lub ilość warstw pokrywy;
• gęstość i grubość dźwiękochłonnego materiału wypełniającego.

Rysunek1. Wpływ grubości okładziny z płyty g-k na parametry akustyczne.

Przykładowe parametry akustyczne ścianek na szkielecie stalowym

Pierwsza wartość jest izolacyjnością akustyczną właściwą uzyskaną podczas badania konstrukcji. Wartość w nawiasie to ważony wskaźnik przybliżonej izolacyjności właściwej, jest on mniejszy od uzyskanego podczas badania o szacowany wpływ bocznego przenoszenia dźwięku):

1. grubość 50 mm, okładzina z jednej warstwy płyt g-k po obu stronach, wypełnienie z płyt z wełny mineralnej o grubości 5 cm i gęstości 50 kg/m³ - 42 (43) dB ;
2. grubość 100 mm, okładzina z jednej warstwy płyt g-k po obu stronach, wypełnienie z płyt z wełny mineralnej o grubości 10 cm i gęstości 50 kg/m³ - 50 (48) dB;
3. grubość 100 mm, okładzina z dwóch warstw płyt g-k po obu stronach, wypełnienie z płyt z wełny mineralnej o grubości 10 cm i gęstości 50 kg/m³ - 56 (53) dB.

W przypadku ścian masywnych przyjmuje się, że im większy jest ciężar 1m² przegrody, tym lepsza jest jej izolacyjność akustyczna.
W ścianach z płyt gipsowo-kartonowych na izolacyjność akustyczną przegrody ma wpływ sztywność poszycia z płyt (membrany) i rodzaj wypełnienia.
O izolacyjności akustycznej w dużej mierze decydują także takie czynniki jak:
- szczelność połączeń obwodowych ściany (im jest ona większa, tym słabsze przekazywanie dźwięków),
- szczelność przejść instalacyjnych,
- konstrukcja narożników wewnętrznych - połączeń ścian działowych,
- gęstość i grubość wypełnienia,
- liczba warstw w poszyciu.

Uszczelnienie akustyczne połączeń uzyskuje się m.in. poprzez wypełnienie spoin płyt masą szpachlową. W projekcie powinny być uwzględnione izolacje akustyczne przejść instalacyjnych, konstrukcje ścian i sufitów podwieszonych, zaizolowanie ciągów instalacyjnych i wentylacyjnych.
Wzdłużne przenoszenie drgań akustycznych przez sąsiadujące elementy konstrukcyjne wpływa na izolacyjność akustyczną ściany działowej. W takich sytuacjach stosuje się uszczelniacze akrylowe, które są dostarczane przez wszystkich producentów systemów suchej zabudowy.
Dla polepszenia właściwości akustycznych można także wykonać asymetryczny układ okładzin, na przykład przez nałożenie na jedną z okładzin ciężkiej płyty z blachą ołowiową.

 
Konstrukcja ściany

Ściany w systemach suchej zabudowy wnętrz mogą być wykonane na pojedynczym stelażu nośnym i obłożone obustronnie jedną warstwą płyty gipsowo-kartonowej o grubości 12,5 mm. Jest to najprostsze rozwiązanie; jednak ze względu na tzw. mostki akustyczne nie daje ono zadowalających efektów tłumienia dźwięków. Wyjściem z sytuacji w tym przypadku jest m.in. zastosowanie profili stalowych o większych wysokościach, np. zamiast standardowych 50 mm można zastosować profil o wysokości 100 mm. Już taka zmiana spowoduje zwiększenie izolacyjności ściany nawet o 6 dB. To jednak wpływa ostatecznie na grubość samej ściany.
Bardziej skutecznym rozwiązaniem jest wzmocnienie konstrukcji stelażu nośnego dla ścian działowych wykonywanych w systemie suchej zabudowy wnętrz. W ścianach podwójnych okładziny mocuje się do dwóch odrębnych szkieletów, co eliminuje powstawanie bezpośredniej drogi przenoszenia dźwięków. Porównanie izolacyjności ścian: pojedynczej o grubości 100 mm i podwójnej wskazuje, że dla tej pierwszej wskaźnik izolacyjności R'A1 jest o 5 dB mniejszy niż w przypadku ściany o podwójnym szkielecie.
Warto dodać, że istotny wpływ na skuteczność izolacji akustycznej ścian o podwójnym szkielecie ma 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 ich tłumienia standardowo, w każdym systemie suchej zabudowy, stosuje się specjalne samoprzylepne taśmy akustyczne.

Okładziny 

Płyty gipsowo-kartonowe produkowane są w różnych grubościach, jednak ze względu na walory montażowe, takie jak lekkość i poręczność, najczęściej stosowane są te o grubości 12,5 mm. Od grubości płyty g-k uzależnione jest położenie częstotliwości rezonansowej, przy której występuje wyraźny spadek izolacyjności akustycznej. Częstotliwość ta przemieszcza się wraz ze zmianą grubości płyty.

Podczas montażu płyt g-k należy pamiętać o:

1. uszczelnianiu uszczelniaczem akrylowym potencjalnych kanalików przepływu powietrza; szczególnie ważne jest uszczelnienie na obwodzie, tam gdzie ściana łączy się z konstrukcją,
2. ściany należy dzielić na segmenty, co pozwoli uniknąć bocznego przenoszenia hałasu (nie tworzy się membrana o dużej powierzchni),
3. ściany działowe należy wznosić do wysokości pierwotnej konstrukcji stropu (w miejscach, gdzie będzie podwieszany sufit),
4. gniazdka elektryczne należy montować niesymetrycznie (nie w tej samej osi po obu stronach ściany),
5. uszczelniaczem akrylowym należy wypełnić przestrzeń dookoła skrzynek przełącznikowych, framug drzwi i okien.

Wypełnienie

W porównaniu ze ścianami działowymi wykonanymi w sposób tradycyjny (czyli ze ścianami murowanymi) lekkie ściany działowe z poszyciem płytami gipsowo-kartonowymi mają wiele zalet:

• wyższą izolacyjność akustyczną przy tej samej grubości przegrody,
• niską masę (około 25 kg/m²),
• możliwość dowolnego kształtowania wyglądu i przebiegu ścian.

Lekkie ścianki działowe wykonane z płyt gipsowo-kartonowych mogą mieć bardzo dobre właściwości akustyczne, a ich izolacyjność zależy od kilku czynników rozpoznanych w trakcie badań terenowych i laboratoryjnych. Stosowanie reżimu technologicznego, przewidzianego przez producentów systemów, pozwala spełnić nawet największe wymagania izolacyjności akustycznej. Dotyczą one nie tylko stosowania wypełnienia dźwiękochłonnego, taśm akustycznych czy ściany podwójnej, ale też zasady właściwego osadzania puszek instalacyjnych i wypełniania masą uszczelniającą wszelkich otworów w płycie.

Pogorszenie właściwości akustycznych może być spowodowane:

• niestosowaniem obwodowych podkładek tłumiących (taśm uszczelniających akustycznych);
• zastosowaniem rusztu drewnianego zamiast stalowego;
• brakiem wypełnienia z wełny mineralnej w ściance.

Najpopularniejszym rozwiązaniem, które pozwala spełnić standardowe wymagania, jest budowanie ścianki działowej na ruszcie stalowym 50 lub 75 mm, z okładziną z pojedynczej warstwy płyt ogniochronnych F, wypełnioną szczelnie płytami z wełny mineralnej gęstości >30 kg/m³, wykonaną z zastosowaniem taśm tłumiących.