PODR
CZNIK FIZYKI BUDOWLI
dr inż. Jacek Nurzyński*
Właściwości akustyczne
okien i nawiewników powietrza
W 2007 r. w numerze wrześniowym miesięcznika  Materiały Budowlane (nr 9/07), skonstruowanej z nich przegrody speł-
w ramach  Podręcznika fizyki budowli , rozpoczęliśmy cykl artykułów  Akustyka w bu-
niała warunki normowe (tabela 1). Na
downictwie . Dotychczas omówiono: rodzaje akustyki technicznej i z
ródła hałasu; zja-
ogół o wartości wpadkowej izolacyjności
wisko fizyczne, jakim jest dz
więk; parametry niezbędne do omówienia zagadnień tech-
całej ściany decydują okna oraz zastoso-
nicznych związanych z ochroną przed hałasem i drganiami w budynkach i ich otocze-
wany system nawiewu powietrza. Izola-
niu; zjawisko rozchodzenia się dz
więku w przestrzeni otwartej oraz zamkniętej; para-
cyjność akustyczna pełnej części ściany
metry określające poziom głośności hałasu  fony i skorygowane (ważone) poziomy
jest zazwyczaj znacznie wyższa.
dz
więku A, B, C; parametry hałasu uwzględniające jego zmienność w czasie; podsta-
wowe pojęcia opisujące drgania i metody oceny drgań ze względu na ich wpływ na kon-
Właściwości akustyczne
strukcję budynków i ludzi w nich przebywających; pojęcia i parametry oceny odnoszą-
okien
ce się do właściwości dz
więkochłonnych wyrobów budowlanych oraz do izolacyjności
od dz
więków powietrznych i uderzeniowych przegród budowlanych; dokumenty stano- Właściwości akustyczne określa się
wiące podstawę prawną ochrony przeciwhałasowej i przeciwdrganiowej w budynkach;
na podstawie badań laboratoryjnych
wymagania i obowiązujące przepisy w tej dziedzinie, a także metody wyznaczania bocz-
okien określonego typu traktowanych ja-
nego i pośredniego przenoszenia dz
więku w budynku, właściwości akustyczne
ko odrębny produkt lub konkretnego
masywnych ścian wewnętrznych, zewnętrznych i stosowanych do nich ustrojów
okna,ewentualnieznawiewnikiempowie-
izolacyjnych, lekkich ścian wewnętrznych i zewnętrznych oraz stropów i stosowanych
trza, przeznaczonego do zastosowania
na nich ustrojów izolacyjnych, a także izolacyjność akustyczną drzwi.
w konkretnym obiekcie (fotografia). Ist-
Okna pełnią w budynku kilka istot- nej sytuacji i konkretnej lokalizacji. Wa- nieje również możliwość oszacowania
nych funkcji, jedną z nich jest ochro- runki akustyczne występujące w porze izolacyjności akustycznej okna zgodnie
na przed dobiegającym z zewnątrz ha- dziennej i w porze nocnej są rozpatry- z normą PN-EN 14351-1, na podstawie
łasem. Odpowiednia izolacyjność aku- wane odrębnie. Wymagania dla pory właściwości akustycznych zastosowa-
styczna okien ma szczególne znaczenie nocnej są ostrzejsze, co ma istotne nego w nim oszklenia, przy zapewnie-
w przypadku lokalizacji budynku w są- znaczenie w przypadku z
ródeł hała- niu podanej w normie liczby uszczelek
siedztwie ruchliwych ulic, dróg, linii ko- su działających intensywnie również i uwzględnieniu korekty na rozmiary okna
lejowych, lotnisk itp. Okna są też ele- w okresie nocy, np. dróg ekspreso- (metoda ta jest ograniczona do okien
mentem umożliwiającym napływ świe- wych, głównych ulic w mieście itp. o wartości wskaz
nika RA2 < 35 dB).
żego powietrza. W budynkach miesz- Wymagania dotyczą izolacyjności ca- Parametrem charakteryzującym właś-
kalnych wyposażonych w wentylację łego fragmentu ściany zewnętrznej znaj- ciwości akustyczne okna jest izola-
grawitacyjną lub w mechaniczną wenty- dującego się w obrębie rozpatrywanego cyjność akustyczna właściwa w funkcji
lację wyciągową jest konieczne zapew- pomieszczenia i są zróżnicowane za- częstotliwości, określona wzorem:
nienie odpowiedniego napływu powie- leżnie od jego funkcji. Wybrane mini-
R = L1  L2 +10logSO/A (1)
trza również wówczas, gdy okna pozo- malne wartości wskaz
nika oceny izola- gdzie:
L1, L2  poziom ciśnienia akustycznego od-
stają zamknięte. W tym celu są stoso- cyjności akustycznej podano w tabeli 1.
powiednio w pomieszczeniu nadawczym
wane nawiewniki powietrza, które mogą Elementy składowe ściany zewnętrz-
i odbiorczym;
być montowane w ramie okiennej, za- nej, tj. okna, część pełna ściany i nawiew-
SO  powierzchnia okna;
stępować fragment szyby lub stanowić niki powietrza, powinny być tak dobrane,  chłonność akustyczna pomieszczenia
A
odbiorczego.
odrębny element osadzony bezpośred- aby wypadkowa izolacyjność akustyczna
nio w zewnętrznej ścianie budynku. Na-
Tabela 1. Wymagana wypadkowa izolacyjność akustyczna właściwa ściany
wiewniki mają bardzo duży wpływ
zewnętrznej
na wypadkową izolacyjność akustyczną
Rodzaj pomieszczenia Minimalny wskaz
nik oceny wypadkowej izolacyjności
okna lub całego fragmentu ściany ze-
akustycznej właściwej przybliżonej R lub R [dB]
A2 A1
wnętrznej znajdującego się w obrębie
zależnie od miarodajnego poziomu dz
więku A [dB]
w ciągu dnia/nocy na zewnątrz budynku
rozpatrywanego pomieszczenia.
dzień 51  55 56  60 61  65 66  70 71  75
Wymagania akustyczne
noc 41  45 46  50 51  55 56  60 61  65
Wymagania dotyczące izolacyjności Pokoje w budynkach mieszkalnych 23 23 28 33 38
akustycznej ściany zewnętrznej są za- Kuchnie w budynkach mieszkalnych 20 20 23 28 33
leżne od miarodajnego poziomu dz
wię-
Gabinety badań lekarskich, pokoje
chorych, żłobki, przedszkola 23 28 33 38 *)
ku A hałasu panującego na zewnątrz
budynku. Odnoszą się więc do konkret- Pokoje do pracy administracyjnej
w budynkach administracyjnych 20 20 23 28 33
* Instytut Techniki Budowlanej *) wymagania określa się indywidualnie
5  2009 (nr 441)
53
PODR
CZNIK FIZYKI BUDOWLI
Szyby o kształcie zbliżonym do kwa-
dratu mogą się charakteryzować gor-
szą izolacyjnością akustyczną od szyb
mających postać wydłużonego prosto-
kąta. Szyby o mniejszym polu po-
wierzchni mają zwykle lepszą izolacyj-
ność od elementów dużych o takiej sa-
mej budowie i układzie warstw. W przy-
padku okien z szybami o wysokiej izo-
lacyjności akustycznej istotnego zna-
czenia nabierają właściwości ramy.
W oknach z profili PVC rama może sta-
nowić nawet ok. 40% powierzchni ca-
łego okna, ale wpływ właściwości ramy
Rys. 1. Izolacyjność akustyczna prostego
najczęściej ujawnia się w przypadku
nawiewnika szczelinowego oraz izolacyj-
okien aluminiowych.
ność samej szczeliny
D , to w rezultacie wypadkowa izo-
n, e, A2
Okno aluminiowe podczas laboratoryj- Właściwości akustyczne
lacyjność akustyczna okna z nawiew-
nych badań izolacyjności akustycznej
nawiewników
nikiem nie będzie równa tej wartości,
Do oceny okna stosowane są Właściwości akustyczne nawiewni- lecz może być od niej znacznie mniej-
wskaz
niki jednoliczbowe, zwykle ka powietrza, traktowanego jako od- sza. Wyniki przedstawione na rysunku 1
wskaz
nik RA2 = R + Ctr, nieco rzadziej rębny produkt budowlany, są określa- pokazują również, że ustawienie roz-
w
RA1 = R + C. Wybór wskaz
nika oceny ne za pomocą wskaz
nika D , którego patrywanego nawiewnika w pozycji za-
w n, e
zależy od dominującego na zewnątrz wartość jest ustalana w poszczegól- mknięty ma znikomy wpływ na jego
z
ródła hałasu. Izolacyjność akustycz- nych pasmach częstotliwości na pod- skuteczność. Pozostawiona niewielka
na okna zależy głównie od zastosowane- stawie badań laboratoryjnych: szczelina umożliwiająca stały napływ
go oszklenia, ale istotne znaczenie ma powietrza powoduje, że nawiewnik
również uszczelnienie przylgi, właściwo- D = L1  L2 + 10logA0/A (2) w pozycji zamknięty ma prawie takie
n, e
ści akustyczne ramy (szczególnie same właściwości akustyczne jak
w oknach aluminiowych), a także wiel- Na podstawie charakterystyki wid- otwarty.
kość okna i proporcje wymiarów geome- mowej D są obliczane wskaz
niki jed- Oprócz najczęściej stosowanych
n, e
trycznych szyb. Właściwości akustyczne noliczbowe D , D = D + C prostych nawiewników powietrza są
n, e, w n, e, A1 n, e, w
szyb są badane w warunkach laborato- oraz D = D + Ctr. dostępne nawiewniki wyposażone
n, e, A2 n, e, w
ryjnych na próbkach o standardowych Proste nawiewniki szczelinowe, w tłumiki akustyczne, które mają
wymiarach 1230 x 1480 mm. Wielu pro- składające się tylko z wewnętrznego znacznie lepsze właściwości akustycz-
ducentów oszklenia dysponuje wynikami regulatora przepływu powietrza i zew- ne. Najwyższą izolacyjność mogą uzy-
badań różnych zestawów. W przypadku nętrznego okapnika, które są monto- skiwać nawiewniki montowane bezpo-
braku takich wyników można skorzystać wane bezpośrednio do ramy okiennej, średnio w ścianie, jeżeli są wyposażo-
z danych zawartych w normie EN 12758 mają bardzo słabe właściwości aku- ne w odpowiedni układ tłumiący hałas.
(tabela 2). Podane w normie wskaz
niki to styczne. Na rysunku 1 pokazano war-
uogólnione wartości średnie pomniejszo- tości D uzyskane dla tego typu na-
n, e
Wypadkowa izolacyjność
ne o odchylenie standardowe. Są to więc wiewnika ustawionego w pozycji za-
akustyczna okna
wartości dosyć niskie. Najlepsze oszkle- mknięty i otwarty oraz dla samej szcze-
z nawiewnikiem
nie spośród wymienionych w normie cha- liny o wymiarach 18 mm x 370 mm, wy-
rakteryzuje się wskaz
nikiem RA2 = 32 dB. konanej w drewnianym bloku przygoto- Elementarna znormalizowana róż-
Producenci wolą więc posługiwać się wanym do badań. Skuteczność na- nica poziomów D oraz izolacyj-
n, e
własnymi wynikami badań, które są bar- wiewnika jest zaledwie o 3  4 dB wyż- ność akustyczna właściwa R są to
dziej korzystne. sza od skuteczności szczeliny niezabez- dwie różne wielkości, których nie
pieczonej pod względem akustycznym, można w sposób bezpośredni ze sobą
Tabela 2. Obliczeniowe parametry aku-
podczas gdy wartość wskaz
nika D wy- porównywać. Po odpowiednim prze-
styczne wybranych szyb wg normy
n, e
EN 12758 nosi 30  35 dB. Wskaz
nik D oraz kształceniu równań (1) i (2) uzyskamy
n, e
odpowiednie wskaz
niki jednoliczbowe wzór na wypadkową izolacyjność okna
Szyba R (C; Ctr) RA1 RA2
w
stosowane do oceny nawiewnika mo- z nawiewnikiem:
[dB]
gą być mylące, ponieważ sugerują
4/(6  16)/4 29 (-1; -4) 28 25
wyższą izolacyjność akustyczną od (3)
8/(6  16)/4 33 (-1; -4) 32 29
uzyskiwanej w rzeczywistości. Jeżeli
10/(6  16)/6 35 (-1; -3) 34 32
w oknie o określonej wartości wskaz
ni-
gdzie:
6/(6  16)/10
ka RA2 zostanie zastosowany nawiew-
D  elementarna znormalizowana różnica
n, e
Laminated 37 (-1; -5) 36 32
nik o takiej samej wartości wskaz
nika poziomów nawiewnika;
5  2009 (nr 441)
54
PODR
CZNIK FIZYKI BUDOWLI
RO  wskaz
nik izolacyjności akustycznej a)
mających pewien zasób wiedzy
właściwej okna;
z dziedziny akustyki budowlanej.
R  wskaz
nik wypadkowej izolacyjności
wyp
Często zakłada się, że jeżeli w oknie
akustycznej okna z nawiewnikiem;
o konkretnej wartości wskaz
nika R za-
SO  pole powierzchni okna.
stosuje się nawiewnik o takiej samej
Zależność (3) określa izolacyjność wartości wskaz
nika D , to w rezulta-
n, e
okna z nawiewnikiem w poszczegól- cie okno z nawiewnikiem będzie się
nych pasmach częstotliwości. Wykresy charakteryzowało taką samą wartością
izolacyjności akustycznej nawiewnika wypadkowej izolacyjności akustycznej.
i okna mają całkowicie różny przebieg. W rzeczywistości jest jednak inaczej,
Ilustruje to rysunek 2, z którego wynika, wartość ta może być znacznie niższa.
że o wypadkowej izolacyjności aku- W tabeli 3 zestawiono przykładowe
stycznej okna z nawiewnikiem w za- wyniki obliczeń wypadkowej izolacyj-
kresie 100  315 Hz decydują właści- ności akustycznej okna o powierzchni
wości akustyczne okna, natomiast S = 2 m2 z nawiewnikiem. Obliczenia
w zakresie 400  5000 Hz właściwości zostały wykonane wg wzoru (3) dla róż- b)
nawiewnika. W takiej sytuacji zastoso- nych parametrów akustycznych na-
wanie wzoru (3) do wykonania obliczeń wiewnika (D ) i okna (R).
n, e
bezpośrednio we wskaz
nikach jedno-
Tabela 3. Wyniki obliczeń wypadkowej
liczbowych może być traktowane tyl-
izolacyjności okna o powierzchni
ko jako oszacowanie. Chcąc uzyskać
SO = 2 m2 z nawiewnikiem
dokładny wynik, należy wykonać obli-
Okno o powierzchni
czenia w poszczególnych pasmach
Nawiewnik
S = 2 m2 R [dB]
i z uzyskanej charakterystyki widmo- D [dB]
n,e
25 30 35 40 45
wej wyznaczyć wskaz
niki jednoliczbo-
25 17,2 17,7 17,9 18,0 18,0
we RA2 (RA1).
30 20,9 22,2 22,7 22,9 23,0
Skutek zastosowania prostego na-
35 23,2 25,9 27,2 27,7 27,9
wiewnika powietrza w standardowym
oknie o konstrukcji drewnianej z szy- 40 24,4 28,2 30,9 32,2 32,7
Rys. 3. Nawiewnik tego samego typu
bą 4+4/16 jest widoczny na rysunku 2. 45 24,8 29,4 33,2 35,9 37,2
zamontowany: a) w oknie drewnianym;
Izolacyjność akustyczna okna z wyfre-
b) w oknie PVC
zowanym w ramie otworem o wymia- W przypadku, gdy dla rozpatrywa-
rach 18 x 370 mm niewiele różni się od nego okna o powierzchni S = 2 m2 war- montażu okien w celu weryfikacji usta-
izolacyjności okna z kompletnym na- tość wskaz
nika D jest równa war- lonej obliczeniowo izolacyjności aku-
n, e
wiewnikiem. Uzyskane w wyniku po- tości R, to wypadkowa izolacyjność stycznej. Metoda pomiarowa pozwala
miaru wartości jednoliczbowych wskaz
- akustyczna okna z nawiewnikiem jest ponadto na optymalizację doboru po-
ników izolacyjności akustycznej wyno- o ok. 8 dB mniejsza od izolacyjności szczególnych elementów odpowiednio
szą odpowiednio dla okna RA2 = 27 dB, samego okna. Ta relacja zależy od po- do istniejącej sytuacji. Ma to istotne
a dla okna z nawiewnikiem RA2 = 23 dB. la powierzchni okna. W przypadku znaczenie szczególnie w przypadku
Należy jeszcze raz podkreślić, że dwa okien o większej powierzchni różnica dużych i odpowiedzialnych obiektów
różne wskaz
niki stosowane do oce- się zmniejsza. W praktyce na wypad- usytuowanych w hałaśliwym otoczeniu.
ny akustycznej okien i nawiewników kową izolacyjność okna z nawiewni-
Podsumowanie
mogą być mylące nawet dla osób kiem wpływają również inne czynniki
związane przede wszystkim ze sposo- Właściwości akustyczne okien za-
bem montażu nawiewnika w oknie. leżą od wielu czynników, zwłaszcza
Parametr D jest określany pomiaro- od zastosowanego w nim oszklenia,
n, e
wo dla nawiewnika zamontowanego ale również ramy, uszczelnienia i wy-
w standardowym drewnianym bloku. miarów szyb. Duży wpływ na wypadko-
Taka sytuacja jest najbardziej repre- wą izolacyjność akustyczną okna mają
zentatywna dla okien drewnianych, na- nawiewniki powietrza. Wskaz
nik D sto-
n, e
tomiast w przypadku okien PVC i alu- sowany do oceny nawiewnika może
miniowych wnętrze ramy okiennej sta- być mylący, ponieważ jest to inna wiel-
je się zwykle dodatkowym elementem kość niż przyjmowany do oceny okien
układu tłumiącego nawiewnika (rysu- wskaz
nik R. Obu tych wielkości nie
nek 3). Najdokładniejszą metodą okre- można ze sobą bezpośrednio porów-
ślenia właściwości okna z nawiewni- nywać. Najdokładniejszą metodą okre-
kiem jest więc laboratoryjny pomiar ślenia właściwości okna z nawiewni-
konkretnego gotowego zestawu. Po- kiem jest laboratoryjny pomiar izolacyj-
miary takie są wykonywane dla wielu ności akustycznej konkretnego goto-
Rys. 2. Wpływ nawiewnika szczelinowego
obiektów przed przystąpieniem do wego zestawu.
na właściwości akustyczne okna
5  2009 (nr 441)
55