Właściwości akustyczne drzwi – wymagania akustyczne a miejsca stosowania

Stopień zabezpieczenia pomieszczeń przed hałasem zależy m.in. od zastosowanych drzwi wewnętrznych i zewnętrznych. Wpływ na ich właściwości akustyczne mają budowa, użyte wyposażenie, a także sposób montażu. Wybór odpowiedniego rozwiązania zależy m.in. od rodzaju budynku i pomieszczeń, w których mają zostać zainstalowane.

Spis treści

1. Parametry akustyczne
2. Wymagania akustyczne dla drzwi
3. Klasyfikacja akustyczna drzwi
4. Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną drzwi

Stopień ochrony pomieszczeń przed hałasem zewnętrznym i wewnętrznym został określony w normie PN-B-02151-3:2015-10 „Akustyka Budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych” [1] (jak i we wcześniejszym jej wydaniu z 1999 roku) jako minimalna izolacyjność akustyczna przegród wewnętrznych i zewnętrznych dostosowana do poziomu hałasu w otoczeniu budynku oraz do jego funkcji, a także przeznaczenia konkretnego pomieszczenia. W normie podano:

• sposób wyznaczania minimalnej izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej i wewnętrznej w budynku,
• wymaganą izolacyjność akustyczną elementów budowlanych przeznaczonych do wykonywania przegród w celu osiągnięcia niezbędnej izolacyjności akustycznej przegrody w budynku,
• metody pomiaru izolacyjności akustycznej przegród w budynku wraz z zasadami oceny wyników pomiaru.

Parametry akustyczne

Izolacyjność akustyczną przegród zewnętrznych i wewnętrznych, w tym drzwi, określa się za pomocą jednoliczbowych wskaźników: R_w (C; C_tr) lub R’w (C; C_tr),

gdzie: R_w – ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej [dB],

R’_w – jw., lecz odnoszący się do przybliżonej izolacyjności akustycznej właściwej w budynku [dB],C – widmowy wskaźnik adaptacyjny, uwzględniający widmo hałasu bytowego wewnętrznego [dB],

C_tr – widmowy wskaźnik adaptacyjny, uwzględniający widmo hałasu ulicznego (niskoczęstotliwościowego) [dB].

Warto zwrócić uwagę, że wskaźnik R_w dotyczy izolacyjności akustycznej określonej w warunkach laboratoryjnych, podczas gdy R’_w odnosi się do sytuacji in situ, czyli w rzeczywistym budynku. Wskaźniki oceny izolacyjności akustycznej (w stosunku do konkretnego widma hałasu, przypisanego danemu wskaźnikowi adaptacyjnemu) wyznacza się ze wzorów:R_A1 = R_w + C oraz R’_A,1 = R’_w + C,R_A2 = R_w + C_tr oraz R’_A,2 = R’_w + C_tr.

W normie określającej wymagania akustyczne dla przegród zewnętrznych i wewnętrznych PN-B-02151-3 zinterpretowano wymaganą izolacyjność akustyczną drzwi w budynku w następujący sposób:

• można pominąć wpływ bocznego przenoszenia dźwięku, tzn. R’_A,1 ≈ R_A1 oraz R’_A2, ≈ R_A2;
• w projektowaniu należy stosować wartości wskaźnika R_A1 lub R_A2 wyznaczone w warunkach laboratoryjnych, lecz zredukowane o 2 dB. Wartości izolacyjności przyjmuje się wtedy jako projektowe i oznacza indeksem R (R_A1R oraz R_A2R).

Wymagania akustyczne dla drzwi

W przypadku drzwi zewnętrznych oraz wewnętrznych wymagania różnią się wskaźnikiem akustycznym oraz sposobem jego wyznaczania.

Przegrody zewnętrzne [2]

Dla przegród zewnętrznych w budynku wskaźnikiem określającym izolacyjność akustyczną jest R’_A,2, a w uzasadnionych przypadkach, wynikających z rodzaju widma hałasu zewnętrznego – R’_A,1. Wartość pierwszego z nich wyznacza się za pomocą wzoru:

R’_A,2 = L_A,zew. - L_A,wew. + 10 Ig (S/A) + 3, (1)

gdzie:

R’_A,2 – wskaźnik przybliżonej oceny izolacyjności akustycznej właściwej przegrody zewnętrznej [dB],

L_A,zew. – miarodajny poziom hałasu zewnętrznego przy danej przegrodzie zewnętrznej [dB]; wartość zaokrąglona do całkowitej liczby decybeli,

L_A,wew. – poziom odniesienia do obliczenia izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej [dB],

A – chłonność akustyczna pomieszczenia w oktawowym paśmie o środkowej częstotliwości,

f = 500 Hz, bez wyposażenia pomieszczenia i obecności użytkowników [m²],

S – pole rzutu powierzchni przegrody zewnętrznej na płaszczyznę fasady lub dachu budynku widziane od strony pomieszczenia [m²]; przy czym:

A = 0,16 X V/T, (2)

gdzie:

V – objętość pomieszczenia [m³],

T – przewidywany czas pogłosu w pomieszczeniu [s] w oktawowym paśmie o środkowej częstotliwości f = 500 Hz. Wynik obliczeń według wyrażenia (1) zaokrągla się do całkowitej liczby dB.

Przewidywany czas pogłosu T w pomieszczeniu w paśmie o środkowej częstotliwości f = 500 Hz należy przyjąć jako równy wzorcowemu czasowi pogłosu T = 0,5 sekund. Wyjątkiem są wnętrza, dla których zaleca się przyjęcie wartości T lub wyznaczenie wartości A według PN-B-02151-4:2015-6 w oktawowym paśmie o środkowej częstotliwości f = 500 Hz.

Przykładowe zestawienie wartości 10 lg (S/A) w odniesieniu do różnych wartości stosunku objętości pomieszczenia V do powierzchni przegród zewnętrznych w pomieszczeniu S i czasu pogłosu T pomieszczenia podano w załączniku informacyjnym do normy PN-B-02151-3:2015-10. Forma wzoru (1) jest taka, jaką zastosowano do wyznaczenia tabelarycznego zestawienia wymaganej minimalnej izolacyjności akustycznej przegrody w normie z 1999 roku. Całkowicie różne są jednak wartości wskaźników określających poziom hałasu zewnętrznego i poziom odniesienia, które w normie z 2015 roku były traktowane jako dopuszczalne w pomieszczeniu.

Wyznaczenie według wzoru (1) wartości wskaźników R’_A,2(R’_A,1) minimalnej izolacyjności akustycznej przegrody zewnętrznej w budynku wymaga przyjęcia właściwych wartości poziomu odniesienia. Zestawiono je w tablicach znajdujących się w normie PN-B-02151-3:2015-10, z uwzględnieniem wartości podanych w dokumencie WHO [3, 4]. W nawiązaniu do pory dziennej wartości poziomu równoważnego zawarte są w przedziale 35–40(45) dB, przy czym 35 dB odnosi się do pokoi w domach mieszkalnych, hotelach, domach zakwaterowania zbiorowego, żłobkach, przedszkolach, salach lekcyjnych, wykładowych itp., zaś 40 dB – do pomieszczeń biurowych (z wyłączeniem np. gabinetów dyrektorskich, dla których wynosi on 35 dB), korytarzy, pokoi rekreacyjnych i stołówek w szkołach, wydzielonych kuchni w mieszkaniach itp.

• Drzwi wejściowe zewnętrzne do budynków wielorodzinnych

Dla sal chorych w szpitalach oraz konferencyjnych założono poziom 32 dB. W odniesieniu do pory nocnej dla pomieszczeń związanych z funkcją zapewnienia odpowiednich warunków snu przyjęto poziom 25 dB. Zróżnicowanie poziomu odniesienia prowadzi do zróżnicowania wymagań odnośnie do izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych w budynkach i pomieszczeniach o konkretnym przeznaczeniu.

Przegrody wewnętrzne

Wymagana izolacyjność od dźwięków powietrznych przegród podawana jest w formie wskaźników R’_A1R. Wskaźniki adaptacyjne C i C_tr mogą być przyjmowane dla różnych zakresów częstotliwości:

• podstawowy 100–3150,
• 50–3150 i 50–5000 Hz.

Obecnie ze względu na widma występujących hałasów (np. muzyczne) w akustyce budowlanej istnieje tendencja do rozszerzenia ich zakresu w kierunku częstotliwości niskich. Przyjęcie ich w wymaganiach wiązałoby się z dezaktualizacją istniejących materiałów do projektowania. Jednak należy mieć na uwadze, że w krótkim czasie niezbędne będzie podjęcie prac w tym zakresie. Po uwzględnieniu aktualnie stosowanych w budownictwie układów architektonicznych zróżnicowano wymagania w stosunku do ścian między mieszkaniem a obszarem komunikacji ogólnej i drzwi wejściowych do lokali. Przyjęto rozróżnienie wymagań w zależności od tego, czy w mieszkaniu znajduje się przedpokój wydzielony drzwiami od pozostałej części mieszkania, czy go brak.

W normie PN-B-02151-3:2015-10 wymagania odnoszące się do budynków zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej dotyczące minimalnej izolacyjności akustycznej przegród wewnętrznych określono za pomocą wskaźników omówionych wcześniej (stosowanych w budynkach mieszkalnych). Przy klasyfikacji budynków zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej zastosowano zasady Polskiej Klasyfikacji Obiektów Budowlanych (PKOB) [6]. Na jej podstawie wyróżniono:

• I. hotele,
• II. budynki zakwaterowania turystycznego (hotele turystyczne, pensjonaty, domy wypoczynkowe),
• III. budynki zamieszkania zbiorowego (domy studenckie, internaty i bursy szkolne, hotele robotnicze, domy dziecka, domy opieki społecznej),
• IV. żłobki i budynki szkolnictwa przedszkolnego,
• V. szkoły podstawowe i ponadpodstawowe,
• VI. budynki szkół wyższych i placówek badawczych,
• VII. budynki szpitalne i zakładów opieki medycznej,
• VIII. budynki biurowe,
• IX. budynki sądów i prokuratur.

W ostatnim wydaniu normy podwyższono szereg wymagań i wyeliminowano przede wszystkim te, które były rażąco zaniżone, m.in. w zakresie izolacyjności akustycznej drzwi (prawie we wszystkich rodzajach budynków) na poziomie R’_A,1 ≥ 20 dB (większość wymagań mieści się w przedziale 30–35 dB).

Tab. 1. Wartości wymaganej izolacyjności akustycznej drzwi w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej [7]

Klasyfikacja akustyczna drzwi

Wskaźniki izolacyjności akustycznej właściwej RW (C; C_tr) podane są na podstawie laboratoryjnych pomiarów akustycznych próbek reprezentujących dany typ drzwi oraz określone zgodnie z normą PN-EN ISO 717-1 [8]. Z tego względu dla danego typu konstrukcji drzwi opracowano klasy akustyczne uwzględniające wskaźniki oceny R_A,1 oraz R_A,2 (klasy podstawowe lub uzupełniające, w zależności od zakresu stosowania danej przegrody) oraz wskaźnik R_w (klasa uzupełniająca).

Tab. 2. Rodzaje klas akustycznych określone na podstawie wskaźników izolacyjności akustycznej właściwej drzwi

Na tej podstawie opracowano klasyfikację akustyczną drzwi wewnętrznych i zewnętrznych, która bazuje na wartościach jednoliczbowych wskaźników wyznaczonych w badaniach laboratoryjnych zgodnie z normą PN-EN ISO 10140-2 [9] (lub jej poprzednią wersją PN-EN ISO 140-3). Zastosowanie powyższych zasad prowadzi do następującej klasyfikacji akustycznej drzwi [10]:

• D₁ – 20, 25, 30, 35, 40 [dB],
• D₂ – 20, 25, 30, 35, 40 [dB];

przy czym zakwalifikowanie poszczególnych rozwiązań do klasy akustycznej następuje na podstawie zmniejszonych o 2 dB wartości wskaźników R_A1R lub R_A2R, według wytycznych podanych w tab. 3 lub 4.

TAB. 3. Klasyfikacja akustyczna podstawowa według wskaźnika R_A1

TAB. 3. Klasyfikacja akustyczna uzupełniająca według wskaźnika R_A2

Podstawową klasyfikacją dla drzwi wewnętrznych jest ta według wskaźników R_A1 (tj. klasyfikacja o symbolu D1, zgodnie z tab. 2). Wymagania uzupełniające, stosowane tylko w szczególnych przypadkach określonych normą PN-B-02151-3, odnoszą się do wskaźnika R_A2.

Jak wspomniano wcześniej, norma PN-B-02151-3 dopuszcza pominięcie wpływu bocznego przenoszenia dźwięku na izolacyjność akustyczną drzwi w budynku, co oznacza, że dobierając odpowiednie rozwiązania, należy kierować się zależnością: R_A1R (R_A2R) ≥ R_’A1R (R’_A2R). Może być ona stosowana, jeżeli znana jest konkretna wartość wskaźnika oceny izolacyjności akustycznej właściwej danego rozwiązania konstrukcyjnego drzwi. Jeżeli izolacyjność akustyczna drzwi podana jest w postaci klasy akustycznej, to zależność należy przyjmować zgodnie z tab. 5. Przyjęte rozwiązanie osadzenia drzwi musi zapewnić izolacyjność akustyczną nie mniejszą niż ta charakteryzująca wyrób.

Tab. 5. Zasady doboru klas akustycznych drzwi w zależności od wymagań akustycznych

Czynniki wpływające na izolacyjność akustyczną drzwi

Elementy konstrukcji oddziałujące na izolacyjność akustyczną drzwi [11].

Skrzydło

Konstrukcja skrzydeł drzwiowych może być różna – w zależności od ich przeznaczenia. Na jej właściwości dźwiękoizolacyjne mają wpływ takie wymagania, jak odporność ogniowa czy na włamanie oraz rodzaj wypełnienia (np. płyty pełne, drążone lub układy warstwowe, wełna mineralna, pianka poliuretanowa, styropian, a także szyby pojedyncze lub zespolone). W zależności od konstrukcji izolacyjność akustyczna skrzydła może wahać się w granicach R_A1 = 25–45 dB.

Ościeżnica

W układach drzwiowych montuje się przede wszystkim ościeżnice drewniane, stalowe lub aluminiowe. Jednak większy wpływ na izolacyjność akustyczną mają zastosowane w nich rodzaje uszczelnienia.

Uszczelki

Przymyki boczne i górny izolowane są za pomocą uszczelek w skrzydle i/lub ościeżnicy. Ich skuteczność zależy od właściwego docisku uszczelki na całym obwodzie (w tym odpowiedniego montażu skrzydła w ościeżnicy, ułożenia w zawiasach i zaryglowania). Przymyki dolne uszczelnia się przez zastosowanie progu z uszczelką lub uszczelki opadającej bądź elastycznej w dolnej krawędzi skrzydła. Ze względu na izolacyjność akustyczną istotny jest kształt uszczelki.

Przy prawidłowym montażu uszczelek możliwe jest uzyskanie izolacyjności akustycznej zamontowanego wyrobu na takim poziomie, jaki uzyskało samo skrzydło. Ich błędny dobór może spowodować spadek izolacyjności akustycznej nawet o 5–10 dB. Wpływ uszczelek jest tym większy, im wyższa jest izolacyjność samego skrzydła.

W przypadku drzwi dwuskrzydłowych ich izolacyjność jest przeważnie mniejsza niż modeli jednoskrzydłowych ze względu na trudności wystarczającego uszczelnienia przymyków środkowego i dolnego.

Literatura

1. PN-B-02151-3 „Akustyka Budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach. Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych”.
2. E. Nowicka, B. Szudrowicz, „Wymagania ochrony pomieszczeń przed hałasem zewnętrznym przyjęte w PN-B-02151-3:2015-10”, „Materiały Budowlane” 2016, nr 528.
3. „Guidelines for Community Noise (WHO 1999)”, red. B. Berglund, T. Lindvall, D. H. Schwela; World Health Organization, 1999.
4.  „Night Noise Guidelines for Europe”, World Health Organization, (WHO) 2010, www.euro.who.int.
5. E. Nowicka, B. Szudrowicz, „Wymagania ochrony pomieszczeń przed hałasem wewnętrznym bytowym przyjęte w normie PN-B-02151-3:2015-10”, „Materiały Budowlane” 2016, nr 528.
6. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 30 grudnia 1999 roku w sprawie Polskiej Klasyfikacji Obiektów Budowlanych (PKOB) (DzU nr 112, poz. 1316) wraz ze zm. z 2002 r. (DzU nr 18, poz. 170).
7. J. Nurzyński, „Akustyka w budownictwie”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2018.
8. PN-EN ISO 717-1 „Akustyka. Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Część 1: Izolacyjność od dźwięków powietrznych”.
9. PN-EN ISO 10140-2 „Akustyka. Pomiar laboratoryjny izolacyjności akustycznej elementów budowlanych. Część 2: Pomiar izolacyjności od dźwięków powietrznych”.
10. Instrukcja 448/2009 „Właściwości dźwiękoizolacyjne ścian, dachów, okien i drzwi oraz nawiewników powietrza zewnętrznego”, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2009.
11. A. Iżewska, „Izolacyjność akustyczna drzwi”, „Materiały Budowlane” 2005, nr 396.