Akustyka pomieszczeń
Co zrobić, gdy mamy zbyt wesołych sąsiadów.
Jak się od nich skutecznie odgrodzić
III ZOLACJE AKUSTYCZNE
Ř Rozchodzenie się dźwięku w przegrodach budowlanych
Nowe, lekkie konstrukcje budynków, powstające w wyniku poszukiwania i stosowania nowych materiałów konstrukcyjnych i izolacyjnych, charakteryzują się większą zdolnością przenoszenia dźwięków niż konstrukcje tradycyjne — masywne. Ponieważ jednocześnie mamy do czynienia ze wzrostem natężenia wszelkiego rodzaju hałasów, spowodowanych chociażby obecnością arterii drogowych czy kolejowych w pobliżu osiedli mieszkaniowych, a także ze wzrostem ilości hałasów spowodowanych sprzętem gospodarstwa domowego, czy radiowo-telewizyjnym, należy stosować takie konstrukcje i takie materiały, które mogą ograniczyć słyszalność tych hałasów. Dźwięki i hałasy — to w zasadzie pojęcia o zbliżonym znaczeniu, jednakże w języku potocznym, a także w wielu podręcznikach, termin „dźwięk" traktowany jest jako czynnik przyjazny dla człowieka i powstający niejako na jego życzenie (np. muzyka, śpiew, odgłosy z radia, czy telewizji). Słowo „hałas" z reguły jest przedstawiane w znaczeniu pejoratywnym: „hałas" — to coś niepożądanego, szkodliwego, mającego wpływ na złe samopoczucie oraz stanowiącego źródło nerwic i stresów. Ciekawą rzeczą jednak jest fakt, że ta sama muzyka, ale słyszana z mieszkania sąsiedniego przez ścianę, jest już hałasem, a nie dźwiękiem...
Pod względem fizycznym dźwięk tworzy się wskutek drgania mechanicznego cząstek materiału dowolnego ośrodka sprężystego. Drgania te rozchodzą się w tym ośrodku w postaci fal dźwiękowych. Istnienie tego ośrodka jest warunkiem koniecznym powstawania dźwięku, jako że dźwięki nie mogą powstawać w próżni.
Ciśnienie akustyczne to ciśnienie wywołane drganiami akustycznymi, będące różnicą między ciśnieniem istniejącym w środowisku w danej chwili a ciśnieniem istniejącym w środowisku, gdy nie ma w nim drgań akustycznych. Bel jest to poziom ciśnienia akustycznego występujący, gdy podwojony logarytm dziesiętny ilorazu tego ciśnienia do ciśnienia odniesienia wynoszącego 2 x 10 - 5 paskala jest równy l. W praktyce powszechnie stosuje się jednostkę nazwaną decybelem [dB], równą jednej dziesiątej bela. Ponadto, aby przybliżyć pomiar dokonany przyrządem pomiarowym do wrażenia, jakie dźwięk ten wywiera na błonę bębenkową ucha człowieka, wprowadza się w układ pomiarowy jeden z trzech rodzajów filtrów korekcyjnych o określonych charakterystykach, oznaczanych zwykle literami A, B lub C. Uwzględniając to, podaje się rodzaj zastosowanego podczas pomiaru korektora, np. dB(A), dB(B) lub dB(C).
W akustyce budowlanej jest rzeczą istotną jak reaguje fala dźwiękowa na obecność przegrody. Zależy to od jej konstrukcji i rodzaju materiałów, z których ta przegroda się składa. Fala dźwiękowa może więc być przez tę przegrodę pochłonięta, może być od tej przegrody odbita, a przeważnie jest częściowo pochłonięta oraz częściowo odbita. Kąt padania fali dźwiękowej i kąt jej odbicia są sobie równe, natomiast rodzaj materiału przegrody określa, jaka część fali zostanie pochłonięta przez przegrodę, a jaka od tej przegrody odbita (rys. 8-13).
a1 - kąt padania fali
a2 - kąt odbicia fali
a3 - kąt między powierzchnią przegrody a kierunkiem fali
pochłoniętej
Rys. 8-13. Wpływ istnienia przegrody na odbicie, lub pochłonięcie fali dźwiękowej
Ř Rodzaje izolacji akustycznych
Rodzaje materiałów, z których projektuje się zewnętrzne przegrody budowlane powinny być tak dobrane, aby zapewnić we wnętrzu budynku komfort akustyczny. Oznacza to dopuszczenie do powstania w tych pomieszczeniach dźwięków o jedynie takich natężeniach, które nie wywołują przykrych doznań u przebywających tam ludzi. Istnieje bowiem pewna granica natężenia hałasu, tj. 30—35 dB(A), powyżej której w takim pomieszczeniu nie można ani pracować, ani wypoczywać. W normie PN-87/B-0215] określono poziomy hałasów (A), które można dopuścić w poszczególnych rodzajach pomieszczeń, np.:
• w pokojach dla chorych w szpitalach — 30 dB w dzień, 25 dB w nocy,
• w sypialniach domów mieszkalnych — 35 dB w dzień, 25 dB w nocy,
• w klasach szkolnych i salach wykładowych — 35 dB
• w pomieszczeniach administracyjnych — 35 dB
Równocześnie zostały określone poziomy hałasów (natężenia dźwięku) na zewnątrz budynków, w zależności od miejsca ich usytuowania:
• ulice w cichych osiedlach — 50 dB,
• ulice dzielnicowe — 65 dB,
• ulice miejskie w śródmieściu — 75 dB,
• przelotowe arterie ruchu ciężkiego, sąsiedztwo wielkich zakładów przemysłowych — 80 dB.
W związku z tym określa się wymagania akustyczne dla przegród budowlanych. Jeśli np. dom mieszkalny lub szpital, znajduje się przy dużej i ruchliwej ulicy w śródmieściu, to zewnętrzna ściana takiego budynku powinna zapewnić pochłonięcie dźwięku o natężeniu około 50 dB, co wynika z różnicy poziomu hałasu na zewnątrz i wymaganego poziomu dźwięku w pomieszczeniu. Jeśli przegroda jest wykonana w formie masywnej (np. gruby mur ceglany) — to pochłonięcie tej porcji hałasu osiąga się łatwo, jeśli natomiast w przegrodzie tej znajdują się liczne otwory okienne lub drzwi balkonowe, wówczas te otwory obniżają znacznie zdolności izolacyjne ściany. Należy wtedy stosować specjalne konstrukcje okien i drzwi balkonowych, które zapewniają właściwą izolacyjność akustyczną. Są to przeważnie okna z podwójną lub potrójną szybą zespoloną, o ramach wykonanych z dobrego gatunkowo tworzywa sztucznego (PCW).
Wymagania dobrej izolacyjności akustycznej odnoszą się również do ścian wewnętrznych, ponieważ często źródła hałasu znajdują się w tym samym budynku, często bezpośrednio za ścianą. Pracująca pralka, czy odkurzacz powodują hałas rzędu 70 dB(A), krzyki bawiących się dzieci, odgłosy z radia, czy telewizora — około 80 dB(A). Dźwięki te powstające we własnym mieszkaniu z założenia nie powinny być uciążliwe, natomiast dochodzące z mieszkań sąsiednich lub z klatki schodowej — przeszkadzają i muszą być eliminowane. Dlatego też nieprzypadkowo projektuje się pomieszczenia kuchenne i WC przy ścianach klatek schodowych (rys. 8-14); oddzielają bowiem pokoje mieszkalne i sypialnie od tych klatek i powodują niezależnie od ścian dodatkowe tłumienie dźwięków.
Same przegrody budowlane, zarówno ściany, jak i stropy, powinny mieć konstrukcję umożliwiającą właściwe tłumienie hałasów. Stropy ciężkie, o konstrukcji masywnej, przeważnie wystarczają do ochrony pomieszczeń przed dźwiękami powietrznymi, natomiast mogą nie stanowić wystarczającej ochrony przed dźwiękami uderzeniowymi. Z tych względów układa się na stropach tzw. podłogi pływające o budowie rozdzielonej dobrym izolatorem akustycznym, które stanowią skuteczną ochronę przed tymi dźwiękami. Przykładowo mogą być tu zastosowane płyty wykonywane na bazie wełny mineralnej, które poprawiają izolacyjność akustyczną stropu o około 28 dB (!). Właściwości izolacyjne przegrody poziomej poprawia również zastosowanie specjalnej konstrukcji sufitów podwieszonych złożonej z płyty nośnej i izolacji dźwiękochłonnej, umocowanej w sposób sprężysty do konstrukcji stropu .
W konstrukcji ścian zewnętrznych pożądane jest użycie takiej izolacji termicznej, która charakteryzuje się równocześnie dobrym pochłanianiem hałasów, np. płyt ściennych fasadowych z wełny mineralnej. Proponowane są również tłumiące dźwięki konstrukcje ścianek działowych o niewielkiej grubości (rys. 8-17), natomiast o izolacyjności akustycznej ok. 50 dB(A).
Ř Zasady właściwego projektowania akustycznego
Budynki i pomieszczenia specjalne, przeznaczone profesjonalnie do słuchania emitowanych dźwięków — opery, filharmonie, sale koncertowe, sale teatralne, kina i audytoria — muszą być tak wykonane, aby natężenie dźwięku miało możliwie równomierny rozkład w całym pomieszczeniu i aby dźwięk był wyrazisty, bez echa i rezonansu, za to z właściwym pogłosem, czyli pozornym wydłużeniem dźwięku, pożądanym zwłaszcza przy słuchaniu muzyki, czy śpiewu. Uwzględnić należy tu bardzo wiele czynników, takich jak wielkość widowni, wpływ kształtu sceny, wpływ tzw. fosy orkiestrowej (pomieszczenia znajdującego się między sceną, a widownią, poniżej sceny), wpływ balkonów itp. Szczególnie ważne jest uzyskanie równomiernego natężenia dźwięku we wszystkich miejscach widowni. Aby to uzyskać, należy unikać wykonywania we wnętrzach powierzchni wklęsłych, prowadzących dźwięki do jednego punktu, należy też unikać głębokich wnęk pod balkonami, do których dźwięki mogą w ogóle nie dochodzić. Ponadto należy unikać projektowania ścian jako powierzchni do siebie równoległych, ponieważ może to powodować powstanie echa pojedynczego lub wielokrotnego. Sufit powinien zapewnić równomierne odbicie fal dźwiękowych na całą powierzchnię podłogi widowni, zatem nie powinien pochłaniać dźwięków.
Sale koncertowe, przeznaczone do słuchania muzyki symfonicznej, powinno się projektować na około 1500 osób, sale przeznaczone do słuchania muzyki kameralnej — na około 400 osób. Zapewni to dobrą słyszalność ze wszystkich miejsc widowni. W sali operowej musi być zaprojektowana fosa dla orkiestry, przy czym górny jej otwór powinien zajmować około 2/3 podłogi fosy. Dźwięki ze sceny powinny być kierowane jedynie na widownię, natomiast te ściany, które mogłyby odbijać fale w kierunku sceny, powinny być okryte materiałami dźwiękochłonnymi.
Akustyka pomieszczeń, a uciążliwi sąsiedzi.
Czyli jest jakiś sposób na to?
Co zrobić, gdy sąsiedzi są zbyt hałaśliwi?
Najlepiej się wyprowadzić, jeżeli mamy gdzie i możliwości finansowe. Nic dodać nic ująć, kultura w tym wypadku kłania się w pas.
Mówią, że sąsiadów się nie wybiera, z reguły nie mamy jednak wyboru.
Jak odpowiedzieć na takie pytanie, jak się odgrodzić od zbyt uciążliwych sąsiadów?
Jeżeli przegrodę stanowi ściana żelbetowa grubości 15-20 cm, jak najlepiej się zabezpieczyć od niechcianych dźwięków?
Musimy stworzyć dodatkową ściankę z materiałów pochłaniających dźwięki,
jakich najlepiej użyć, w jakich technologiach?
Dużo może zależeć tutaj od ilości miejsca, którego możemy poświęcić w naszym pomieszczeniu.
Jakie materiały najlepiej izolują od dźwięków, najogólniej możemy powiedzieć, miękkie?
Proszę uderzyć twardym przedmiotem o beton, a następnie o płytę styropianu, a teraz o płytę z wełny szklanej, czy mineralnej, jakie są efekty?
To jest cała odpowiedź, którego materiału użyć najlepiej do izolacji akustycznej, no może nie cała?
Po prostu stosujemy materiały, które są dostępne na rynku, każdy z producentów zachwala oczywiście swój, uwydatniając najlepsze parametry izolacyjności akustycznej, czy termicznej.
Zwróć uwagę, że materiały do izolacji termicznej i akustycznej, to tak naprawdę te same materiały, różniące się przede wszystkim gęstością.
Powiem tak, wszystko, co jest miękkie nadaje się do izolacji akustycznej, ale te bardzo twarde są także wspaniałymi izolatorami?
Pamiętaj ponadto, wilgoć pogarsza warunki izolacyjności termicznej i akustycznej materiału, więc materiał musi być zabezpieczony przed wilgocią.
Z pewnością chcesz wiedzieć więcej na temat zachowania się materiałów w różnych warunkach, proszę więc, zobacz.
Podsumowując, jedne materiały bardziej nadają się do tego, drugie mniej, zależy to głównie właśnie od ciężaru objętościowego, właściwego, danego materiału, także a może jeszcze bardziej od struktury materiału.
Pytanie, czy robiąc dodatkową przegrodę naprawdę odgrodzimy się od wszystkich dźwięków, które będą wytwarzane za przegrodą pionową?
Tak naprawdę, zgodnie z zasadą instalowania izolacji od strony działania czynnika, przed którym się chcemy ochronić, w tym wypadku niechcianych dźwięków od sąsiadów, musielibyśmy założyć izolację akustyczną w pomieszczeniu, które jest głównym źródłem dźwięków.
Wynikałoby z tego, że musielibyśmy zafundować naszym uciążliwym sąsiadom izolację akustyczną, by się od nich odgrodzić.
Przyznasz, że jest to raczej nierealne, więc co możemy zrobić we własnym zakresie, by zminimalizować niechciane dźwięki?
Według mnie, najlepszym rozwiązaniem byłoby zainstalowanie ścianki nie stykającej się z płaszczyzną pionową, oddzieloną pustką powietrzną. Coś w rodzaju pływającej przegrody pionowej.
Minusem tego rozwiązania, zajęcie sporej przestrzeni, w granicach do 10 cm.
Dlaczego takie rozwiązanie?
Jaki jest mechanizm przenikania dźwięków przez przegrody?
Przenikanie dźwięków może odbywać się:
Przez nieszczelności oraz otwarte pory przechodzące na wskroś przez przegrodę, w tym przypadku drganie cząstek powietrza przed przegrodą powoduje drgania w nieszczelnościach i porach, te z kolei wprawiają w ruch cząstki powietrza za przegrodą.
Przez drgania akustyczne całej przegrody wprawionej w ruch przez uderzającą w nią falę dźwiękową.
Przez materiał przegrody, jeżeli fala dźwiękowa uderzając w przegrodę pobudza do drgań cząstki materiału; drgania te udzielają się dalszym cząstkom, przechodzą do przeciwnej powierzchni przegrody, gdzie powodują powstanie dźwięku powietrznego
Oczywiście nie cała energia dźwiękowa przenika przez przegrodę, część jest odbita, część zostaje pochłonięta przez materiał, ta część, która się przedostała jest także w części pochłaniana przez przedmioty znajdujące się w pomieszczeniu.
Inaczej będziemy odbierać dźwięk w zupełnie pustym pomieszczeniu,
inaczej w wyposażonym i umeblowanym.
Czy zauważył ktoś to zjawisko?
Do ochrony przeciwdźwiękowej stosuje się dwie grupy materiałów i konstrukcji:
Izolacyjne
Dźwiękochłonne
Od dźwięków powietrznych materiały izolują głównie przez odbicie fal dźwiękowych od swojej powierzchni lub przez ich pochłanianie bądź przez odbicie i pochłanianie.
Najlepiej to zadanie spełniają materiały ciężkie o dużym ciężarze właściwym jak; blachy, beton, żelbet, cegła pełna, gazobeton konstrukcyjny, które to będą stosowane w postaci jednorodnych przegród.
Im większy ciężar jednostkowy materiału, tym cieńsza może być przegroda.
Wynikałoby z tego, że ściana monolityczna żelbetowa o wspomnianej grubości powinna dobrze izolować od dźwięków powietrznych.
Tak mogłoby być w istocie.
Jeżeliby wszystkie ściany żelbetowe danego pomieszczenia byłyby wykonywane jednocześnie, powiedzmy metodą ślizgową wraz ze stropami, mielibyśmy w miarę szczelne pomieszczenia.
Niestety, tak się nie da robić.
Technologia jest inna, robi się etapami, i właśnie styki, czy to ścian i stropów, ścian wewnętrznych z zewnętrznymi są tymi mostkami akustycznymi, nie wspominając o przejściach mediów.
Jeszcze bardziej to niekorzystne zjawisko można zauważyć w wielkiej płycie, cóż z tego, że płyta tworzy jednorodny element, myślisz pewnie, że jest to prawda.
Udowodnię, że nie!
Jeżeli w Twojej ścianie wspólnej z sąsiadem przechodzą rury CO, masz już wspaniały mostek, jeżeli w tejże ścianie masz gniazda, wyłączniki elektryczne, możesz liczyć się z następną "dziurą".
Bowiem w prefabrykatach zostawiano już gotowe otwory w całym przekroju ściany, właśnie na przejścia mediów i montowania osprzętu elektrycznego.
Nawet, jeżeli nie ma rur i gniazd, są otwory w monolicie, zatkane papierem z worków po cemencie, czy wapnie, "zapaćkane" przeważnie gipsem.
Jak się uprzesz możesz zaglądnąć do sąsiada?
Czy muszę mówić o połączeniu ściany ze stropem i innymi ścianami, dopowiedz sobie sam, jakie tam są zostawione mostki akustyczne?
Druga sprawa z tym związana, kto zdaje sobie sprawę, co znajduje się w podłogach, czy myślisz, że pozostałości po tynkowaniu zostały usunięte.
Nie, to wszystko tam jest, przykryte wylewką i tworzy następne dziury akustyczne, szczególnie na styku ścian i stropów.
Mówiąc o tym wszystkim, chcę powiedzieć, że odizolować się od dźwięków w budynkach tego typu jest stosunkowo trudno.
Możemy to zrobić materiałami dźwiękochłonnymi, które odznaczają się dużą wartością współczynnika pochłaniania dźwięków, większą lub równą 0,15 takimi materiałami są właśnie wspomniane miękkie i lekkie, porowate.
Są materiały, które samoistnie posiadają taki współczynnik i można stosować je samodzielnie, zależnie od grubości.
Ale ten sam materiał stosowany jako ustrój dźwiękochłonny w połączeniu, np. z pustką powietrzną może mieć już mniejszą grubość i te same parametry współczynnika dźwiękochłonności.
Powstrzymywanie lub tłumienie dźwięków zależy nie tylko od struktury materiałów, lecz także od częstotliwości drgań akustycznych.
Co za tym idzie, współczynnik ten jest zmienny, zwiększa się ze wzrostem częstotliwości fal, właściwości fizycznych materiału (gęstość, sprężystość, porowatość itp.), grubości materiału i sposobu jego ułożenia w przegrodzie oraz wielkości czynnej jego powierzchni.
Powierzchnia ta może być powiększona w sposób sztuczny poprzez perforację lub nacinanie.
Dla tego samego materiału, lecz o różnej grubości, wmontowanego w przegrodę w odmienny sposób, otrzymujemy coraz to inne współczynniki pochłaniania dźwięków.
Materiały porowate lekkie z otwartymi porami lepiej pochłaniają dźwięki wysokie, a przepuszczają niskie, natomiast z materiałów szczelnych, sprężystych lepiej powstrzymują dźwięki niskie, a przepuszczają wysokie.
Dlatego, by przegroda izolacyjna spełniała należycie swoje zadanie musi składać się z różnych materiałów, szczelnych i porowatych przedzielonych pustką powietrzną.
Nie można, więc powiedzieć w stosunku do żadnego materiału, że o to, ten właśnie jest najbardziej idealny do tej ochrony akustycznej.
Tak naprawdę, by stworzyć dobrą osłonę akustyczną nie można tego uczynić z jednego materiału.
Dobra osłona to zespół materiałów odpowiednio dobranych i właściwie względem siebie zamontowanych oraz właściwie zamontowanych wobec ochranianej przegrody.
W tym wszystkim, uwzględniająca także największe występowanie ewentualnych różnych częstotliwości fal dźwiękowych.
Taki zespół nazywamy ustrojami akustycznymi, nie może stworzyć ustroju akustycznego jeden materiał, jak to się widzi w reklamach producentów.
Ktoś powie a co to mnie wszystko obchodzi ja po prostu oczekuję od materiałów izolacji przeciwdźwiękowej?
Ochrony pomieszczeń przed przenikaniem dźwięków powietrznych.
Ochrony pomieszczeń przed przenikaniem dźwięków materiałowych inaczej uderzeniowych.
Wytłumienie dźwięków w pomieszczeniu.
Należy wziąć pod uwagę wobec powyższych rozważań, że;
Większość materiałów spełnia jednocześnie tylko jeden lub dwa z tych zadań.
W zasadzie nie ma uniwersalnego materiału, który by jednocześnie spełniał wszystkie te wymagania, biorąc ponadto pod uwagę częstotliwość fali dźwiękowej.
Co więc robić?
Wspomniana wcześniej ścianka będzie najlepszym rozwiązaniem, ale czy każdy może sobie pozwolić na zabranie 10 cm z szerokości, czy długości swego lokalu?
Jak wykonać taką przegrodę?
A co jeżeli np. framuga drzwi wejściowych do pokoju przylega do ściany sąsiadów, bywa tak często?
Przestawiać drzwi?
Czy może robić inaczej, niezbyt to ładnie by wyglądało zaraz na wejściu do pokoju?
Jest wiele przeszkód, ale, od czego my jesteśmy, od tego by je pokonać.
Przechodzimy do szczegółów wykonania ustroju akustycznego przegrody:
Najlepiej wykonać stelaż z kształtowników zimno giętych, umocować w ten sposób by zostawić pustkę powietrzną między sąsiadami w granicach 1-2 cm.
Gdyby ta konstrukcja szkieletowa opierała się bezpośrednio na konstrukcji stropu, a nie na wierzchu podłogi byłoby to rozwiązanie najlepsze, wiem, że wykonanie dość uciążliwe, ale czego nie robi się dla poprawienia komfortu naszego lokum.
Kształtowniki muszą być ułożone na podkładkach dystansowych ciągłych, nie punktowo,
najlepiej z miękkiej gumy neoprenowej.
Poszczególni producenci materiałów izolacyjnych oczywiście mają w swojej ofercie specjalne taśmy dystansowe, ale parametry akustyczne w tym wypadku tych taśm są dużo gorsze od gumy neoprenowej.
Mocować tylko po obwodzie, specjalnymi kołkami w żadnym wypadku do przegrody sąsiadów.
Czym wypełniać?
Każdy z producentów materiałów termoizolacyjnych i akustycznych ma coś w swojej ofercie.
Parametry materiałów z wełny szklanej, mineralnej są podobne różnych producentów, więc w tym wypadku nie ma znaczenia tak naprawdę producent, a cena i dostępność.
Nie mówię tutaj o styropianie, który jest reklamowany także jako izolacja akustyczna, producenci styropianu, co prawda wprowadzili do swojej oferty specjalne "miękkie" płyty, więc teoretycznie mógłby być zastosowany, ale styropian ma jednak gorsze parametry izolacyjności akustycznej w porównaniu do wełny mineralnej jakby nie było, zobacz proste doświadczenie.
Po drugie najważniejszym czynnikiem branym w tym przypadku musi być paro przepuszczalność materiału, gdzie styropian przegrywa z wełną.
Wypełnienie gr. 5 cm całkowicie wystarczy, proponuję coś z lekkich mat, najlepszymi byłyby te z włóknami poprzecznymi, lamelowe.
Luksusem byłoby dać od strony przegrody blachę stalową ocynowaną perforowaną, przymocowaną oczywiście elastycznie, myślę jednak, że to jest poza zasięgiem większości.
Jeżeli nie blacha, mogą być twarde płyty z PVC perforowane mocowane elastycznie.
To dla spowodowania ugięcia fali akustycznej, wytracenia impetu.
Co na zewnątrz, oczywiście płyta G-k powiesz.
Ja nie byłbym taki pewny, czy płyta G-K będzie najlepszym rozwiązaniem?
Wbrew pozorom, płyty te jako samoistny element wcale nie są dobrym izolatorem przeciwdźwiękowym, ani dźwiękochłonnym.
Jest, co prawda materiałem stosunkowo twardym, więc w ramach ustroju w połączeniu z miękkim i pustkami powietrznymi powinien dać spodziewany efekt.
Dużo będzie zależeć od częstotliwości fal dźwiękowych.
Ale w naszym przypadku chodzi głównie o wytłumienie dźwięków, które już przeniknęły do nas, więc najlepszym będzie materiał miękki najlepiej perforowany.
Dobrym rozwiązaniem w tym przypadku mogłaby być płyta pilśniowa porowata gr.12,5 mm.
Zamontowana perforacją do wewnątrz ścianki.
Gdyby taki ustrój montować w pomieszczeniu ze źródłem dźwięku, czyli naszych "miłych" sąsiadów, to mógłbym się zgodzić na płytę G-K.
Oczywiście cokolwiek będzie dane jako zewnętrzne poszycie musi być przytwierdzone z dystansem elastycznym, (guma neoprenowa) w granicach 0,5 cm do kształtowników stalowych.
Ponadto na łączeniu tegoż poszycia z przegrodami musimy dać spoiny elastyczne dla przykładu z mas elastycznych akrylowych, producenci maja takie w swojej ofercie.
W tym wszystkim bardzo ważne jest elastyczne mocowanie kształtowników do ścian poprzecznych, sufitu oraz stropu (podłogi).
Dlaczego?
Guma miękka spowoduje, że fala akustyczna, która będzie szła po przegrodzie z materiału twardego zostanie w pewnym stopniu wytracona (załamana), a nie przeniesiona na kształtowniki stalowe.
Jeżeli w ścianie były jakieś gniazda, wyłączniki elektryczne, muszą być przeniesione.
W ustroju akustycznym nie może być żadnych otworów.
Bywa, że rury CO biegną do sąsiada, odkuj na ile się da te rury w ścianie, radzę nie używać przy tym żadnych młotów udarowych, chyba, że zamierzasz przywitać się z sąsiadem.
Dlaczego, tak może być?
Gdyż bardzo często te otwory były "zapaćkane" przypadkowymi materiałami, co było pod ręką włącznie z papierem, styropianem, gruzem.
To wszystko trzyma się na słowo honoru.
Jak już odkujesz, zaizoluj te rury, najlepiej gotowymi otulinami poliuretanowymi, otulina musi dochodzić aż do pokrycia zewnętrznego.
Jest jeszcze problem z ewentualnymi otworami drzwiowymi, przylegającymi do przegrody, po prostu muszą być przesunięte.
To pokrótce jak zamontować ustrój akustyczny, by odgrodzić się w miarę efektywnie od zbyt hałaśliwych sąsiadów.
Jest to dosyć pracochłonne i kosztowne.
Przede wszystkim, czy w każdym lokalu do zamontowania ze względu na zabranie trochę już i tak małej powierzchni użytkowej.
Zawsze miej na uwadze to, że taki ustrój zamontowany u uciążliwego sąsiada będzie dużo bardziej efektywny, jak zamontowany u siebie.
Można oczywiście próbować innych sposobów mniej pracochłonnych, by zapewnić sobie więcej ciszy, ale będą to sposoby z pewnością dużo mniej efektywne, półśrodki.
Co może być takimi sposobami np:
Wyłożenie ścian płytami korkowymi,
Płytami pilśniowymi miękkimi (uwaga na wilgoć),
Poszczególni producenci materiałów izolacyjnych z wełny mają w ofertach płyty twarde, które można umocować bezpośrednio do przegrody
Można skorzystać z oferty firm, które polecają tylko materiały do izolacji akustycznej, ale z reguły są to ustroje, więc tutaj np. tylko płyta z takiego ustroju przymocowana bezpośrednio do przegrody, nie spełni zadania, będzie to wyrzuceniem pieniędzy.
Zawiesić na ścianie kilim, maty z bambusa, maty z trzciny.
Najprostszym i najtańszym rozwiązaniem i w miarę efektywnym, byłaby zmarszczona kotara zamocowana w pewnej odległości od przegrody w granicach 10 cm, wg mnie bardziej efektywna jak powyższe półśrodki.
Każdy z tych elementów oddalony od ściany będzie lepiej spełniał swoje zadanie jako izolacja akustyczna.
Pamiętaj, jeżeli jakikolwiek materiał izolacji akustycznej przymocujesz bezpośrednio do przegrody, musi on być paro przepuszczalny.
To, co przedstawiłem, to tylko zarys tematu, wstępna uwaga, co można zrobić by mieć trochę więcej spokoju.
O wpływie akustyki na miejsce pracy czy odpoczynku najłatwiej przekonać się wtedy, gdy pomieszczenie, w którym przebywamy w nienaturalny sposób zmienia charakter dźwięków, do których przystosowane jest ludzkie ucho. Może panować w nim nienaturalna "grobowa cisza" mimo obecności np. kilku rozma-
wiających osób. Może też męczyć przy-
kry, drażniący szum, mimo braku wyra-
źnych źródeł hałasu.
Najważniejsze kryteria
Akustyczna jakość pomieszczenia i budynku jest efektem przyjęcia założeń projektowych okre-
ślających poziom zrozumiałości mowy, redukcji hałasu i dźwiękoizolacyjności. Dobra akustyka pozwoli bez trudu zrozumieć osobę mówiącą głosem o normalnym natężeniu, niezależnie od tego, w której części pokoju się znajduje. Po-
trzeba zrozumiałości mowy zachodzi szczególnie w salach wykładowych, klasach szkolnych, tea-
trach, miejscach użyteczności publicznej. Aby osiągnąć pożądane właściwości, pogłos w pomieszczeniu nie może być ani zbyt długi, ani za krótki. Jeśli jest zbyt długi sylaby "zlewają" się ze sobą i stają się niewyraźne. Gdy pogłos jest zbyt krótki, pomieszczenie wydaje się być "martwe" i również odczuwamy dyskomfort. Hałas, szczególnie dłu-
gotrwały, powoduje stres. Aby złagodzić ten problem w większości przypadków konieczna jest jego redukcja. Szczególnie dotyczy to wnętrz, w których prawdopodobny jest bardzo wysoki poziom na-
tężenia hałasu: stołówki, sale gier, restauracje, a nawet biura jednoprzestrzenne. Aby zmniejszyć hałas (i skrócić czas pogłosu) wewnątrz pomieszczenia należy zredukować ilość odbitego od sufitu
i ścian dźwięku.
Przez dźwiękoizolacyjność rozumiemy efektywne odizolowanie jednej strefy od drugiej np. dwóch przylegających do siebie biur. Na dźwiękoizolacyjność składają się cztery elementy:
- izolacyjność akustyczna wzdłużna związana z dwukrotnym przejściem fal dźwiękowych przez przegrodę (w sytuacji kiedy np. przestrzeń ponad sufitem podwieszanym nie jest przedzielona ścianą);
- redukcja dźwięku przez ściany (z uwzględnieniem drzwi i okien);
- ścieżki przenikania dźwięku zarówno przez system sufitowy jak i ścienny (kanały powietrzne, progi w drzwiach) - oraz redukcja hałasu wewnątrz danego pomieszczenia.
Wymagany poziom dźwiękoizolacyjności zależy od potrzeb użytkownika, natężenia jego głosu. Najlepiej jest zapewnić zrównoważenie właściwości systemów sufitowego i ściennego.
Przemyślane decyzje
Bardzo dobrym sposobem na uzyskanie optymalnych warunków akustycznych audytorium do jego przeznaczenia, są sufity podwieszane. Przed ich zastosowaniem konieczne jest oszacowanie wpły-
wu na akustykę pomieszczenia wszystkich materiałów wykończeniowych, które zostaną w nim uży-
te. Pomocne mogą okazać się programy komputerowe jak np. darmowy Estimate firmy Armstrong, który pomoże oszacować czas pogłosu (z uwzględnieniem materiałów na ścianach, podłodze, otwo-
rów drzwiowych i okiennych) i dobrać najlepszy do przeznaczenia pomieszczenia sufit podwieszany.
Bogactwo oferty sufitów podwieszanych umo-
żliwia projektantom czy inwestorom dobranie odpowiedniego do ich założeń produktu. Zale-
żnie od potrzeb podobne efekty można uzyskać stosując różne materiały. Płyty z wełny mine-
ralnej twardej posiadają średnią porowatość
i relatywnie wysoką gęstość - mogą wykazy-
wać dobre pochłanianie dźwięku i wysoką izo- lacyjność. Miękka wełna mineralna jest bardzo porowata i niezbyt gęsta, charakteryzuje się wysokim pochłanianiem dźwięku, lecz niską izo-
lacyjnością. Płyta metalowa, dzięki perforacji i wkładom akustycznym oferuje wiele możliwości - może zapewnić wskaźnik pochłaniania dźwięku od niskiego do wysokiego oraz izolacyjność od niskiej do wysokiej. Na przykład dla pomieszczeń,
w których zaleca się instalację sufitów o wysokim pochłanianiu dźwięku, można zastosować różno-
rodne rozwiązania np. sufity o licu gładkim - Armstrong Ultima, perforowanym - Armstrong Fre-
quence, z plastyczną fakturą - Armstrong Cirrus 75 oraz sufity z miękkiej wełny mineralnej Arm-
strong Neeva, jak również sufity Armstrong Optima z wełny szklanej. W specyficznych przypad-
kach może okazać się konieczne zastosowanie płyt specjalnych jak np. dB-Panel - dzięki ich użyciu można osiągnąć poziom izolacyjności akustycznej wzdłużnej do 42dB. W takim przypadku rozmowy z sąsiedniego pokoju nie będą w ogóle słyszane, gdyż ich natężenie nie przekroczy poziomu tła akustycznego.
Efektywność i koncentracja
Jeżeli sufit nie pochłania dźwięku, to działa jak lustro i go odbija. Rozmowy ludzi słyszane są z da-
leka, a ich nakładanie się na siebie powoduje powstawanie męczącego szumu, a w efekcie stres. Wyważona cisza pozwoli na naturalną rozmowę bez obawy o przeszkadzanie innym, a przede wszystkim na skupienie - możliwość koncentracji, a tym samym efektywność pracy. Nie inaczej bę-
dzie w restauracji, klasie, stołówce, teatrze itd.
Ważne pojęcia
Pogłos - dźwięk wybrzmiewający w zamkniętym pomieszczeniu po ustaniu emisji pierwotnego źró-
dła dźwięku, na skutek wielokrotnych odbić fal dźwiękowych od powierzchni (ścian, sufitu, podłogi itd.). Pogłos ma istotny wpływ na jakość i poziom dźwięku w zamkniętym pomieszczeniu.
Czas pogłosu - czas mierzony w sekundach, w którym dźwięk podlegający odbiciom w zamknię-
tym pomieszczeniu osłabnie do jednej milionowej (o 60 dB) swej pierwotnej mocy po ustaniu emisji dźwięku.
Dźwiękoizolacyjność - ogólne pojęcie odnoszące się do odseparowania dźwięku rozchodzącego się w powietrzu przez barierę dzielącą przestrzeń na dwie części.
Pochłanianie dźwięku - zmiana energii fal dźwiękowych w cieplną (w wyniku tarcia) podczas przechodzenia przez lub zderzenia się z ośrodkiem, lub w wyniku wprawienia powietrza w rezonans.
Izolacyjność akustyczna wzdłużna - termin używany w odniesieniu do przenoszenia dźwięku pomiędzy pomieszczeniami.
Dźwięki materiałowe (uderzeniowe) - dźwięki przenoszone przez materiały (odgłosy kroków, uderzeń w ściany czy podłogę itp.).
Dźwięki powietrzne - to dźwięki rozmowy, radia, telewizji, urządzeń akustycznych itp.
1.
Ściany zewnętrzne z czego budować,
jak to zrobić, by spełniały wszystkie parametry zgodnie z normami.
Co lepsze, pustaki ceramiczne, poryzowane, keramzytowe, gazobetonowe, silikaty.
Ściany zewnętrzne, fizyka budowli.
Czyli rozważania o "wyższości" ceramiki nad...?
Otrzymuję zapytania, jakie ściany najcieplejsze, z jakich materiałów, spróbuję poniżej przeanalizować to zagadnienie, jest to bardzo trudny temat i nie da się ująć w jednym artykule.
Ściany zewnętrzne, jakie są najlepsze? Wszystko zależy od naszych preferencji.
Nie przekona się kogoś, kto jest fanatykiem ceramiki, do ścian z gazobetonu.
Można powiedzieć, że wszystkie ściany wykonane z materiału dopuszczonego do stosowania są właściwe i zgodne z przepisami.
Patrząc obiektywnie, należy wziąć pod uwagę wiele parametrów materiału, technologię produkcji, jego właściwości ekologiczne, wytrzymałościowe, akustyczne, ciepłochronne, przyszłe warunki wilgotnościowe wbudowania itp.
Najbardziej przyjaznymi nam ekologicznie materiałami są silikaty, oraz gazobetony białe, na bazie piasku i wapna.
Ale, czy można brać pod uwagę tylko to, przecież pozostałe materiały ścienne ze swoimi parametrami mieszczą się w granicach dopuszczonych normą, jeżeli chodzi o promieniowanie.
Fanatyk ekologii, przedstawiciel producentów, powie tylko silikaty ewentualnie biały gazobeton, gdyż są to materiały najbardziej zdrowe, nie przeczę.
Wybór zawsze należy do inwestora.
A co, jeżeli ktoś chce mieć ściany z ceramiki?
Czy dzisiejsze materiały ceramiczne są tak bardzo dobre jak kiedyś?
Jako materiał stosowany dzisiaj do wznoszenia ścian, ma najdłuższą historię, ale czy dzisiejsze materiały ceramiczne są tak bardzo ekologiczne i wytrzymałe jak niegdysiejsze?
Czy ktoś zauważył jak zachowuje się cegła złożona w sztaple np. z rozbiórki starego przedwojennego domu, a cegła dzisiejsza po okresie zimowym nie zabezpieczone przed wpływami atmosferycznymi?
Dzisiejsza w dużej części rozlasuje się, spęka, prześlicznie wyglądają te wspaniałe "ślimaczki" w cegle.
W cegle pełnej ładnie to widać, w tych z otworami już nie, zatracają się.
Dlaczego ściany wykonane z wyrobów ceramicznych należy zabezpieczyć przynajmniej robiąc obrzutkę na okres zimowy, gdyż mróz i woda zrobi swoje w strukturze materiału?
Pomijam tutaj strukturę materiału.
Jaka jest tego przyczyna?
Ano pośpiech w produkcji, wszystko powinno mieć swoje miejsce i czas.
Materiał na wyroby ceramiczne kiedyś, był sezonowany i przerabiany w pryzmach, by wszystkie reakcje zaszły jeszcze przed samym procesem produkcji.
A dzisiaj, z dołu prosto do produkcji i materiał ścienny ceramiczny mamy, jaki mamy.
Powiesz przesadzam, przejaskrawiam, jeżeli mam być obiektywny muszę brać pod uwagę wszystkie za i przeciw dotyczące danego materiału.
Nie przeczę, mimo wszystko ceramika jest wspaniałym materiałem.
Wybór w asortymencie jest bardzo duży.
Czym się kierować przy wyborze materiału ceramicznego na ściany zewnętrzne?
Przede wszystkim wytrzymałością i izolacyjnością.
Dzisiaj w budownictwie indywidualnym buduje się z materiału ceramicznego otworowego, cegły pełnej jako materiału zasadniczego konstrukcyjnego raczej rzadko się stosuje.
To przede wszystkim z uwagi na właściwości termoizolacyjne.
Gdyby brać pod uwagę inne właściwości jak akustyczne, bezwładność cieplną, opór dyfuzyjny materiał ceramiczny pełny przewyższa te z otworami.
Uważam, że należy przyjąć grubość warstwy konstrukcyjnej ściany ceramicznej i nie tylko ceramicznej, minimalną dla danego materiału z uwzględnieniem oczywiście obliczeń statycznych i konstrukcji pozostałych elementów budynku.
Izolacyjność termiczną ściany uzyskując nie poprzez zastosowanie warstwy konstrukcyjnej odpowiedniej grubości, tylko izolacją termiczną zewnętrzną uwzględniającą właściwy współczynnik przenikania ściany U.
Dlaczego nie ma co iść w grubość ściany ceramicznej wykonanej z materiałów otworowych, także tych poryzowanych, gdyż biorąc pod uwagę właściwości akustyczne ceramiki zwłaszcza tej otworowej nie uzyskamy w tym nigdy dobrych wyników?
Ponadto zadowalającą bezwładność cieplną takiej ściany nie uzyskamy poprzez zwiększanie jej grubości w porównaniu np. z gazobetonem, cegłą pełną czy betonem.
Biorąc to wszystko pod uwagę nie ma sensu zwiększać grubości ściany z ceramiki otworowej, gdyż i tak nie uzyskamy uniwersalnych, zadowalających nas parametrów ściany.
Lepiej skupić się na współczynniku przenikania ściany poprzez zwiększenie grubości izolacji termicznej zewnętrznej, mniejszym nawet jak normowy, opłaci się to w przyszłości na mniejszych rachunkach za media, które nie będą przecież taniały.
Zawsze taniej będzie dać grubszą warstwę izolacji termicznej i większą w sumie uzyskamy korzyść.
W Unii, przepisy energetyczne będą zaostrzane.
Ponadto należy brać pod uwagę zapotrzebowanie na energię swojego budynku,
Który materiał wybrać, z tradycyjnej ceramiki, czy poryzowany, który tak naprawdę jest lepszy?
A co na to wszystko fizyka budowli.
Przewodność cieplna materiałów budowlanych oprócz cech mechanicznych, jest jedną z podstawowych właściwości, która decyduje o przydatności w zastosowaniu na ściany zewnętrzne.
Parametr ten określa współczynnik przewodzenia ciepła , który zależy między innymi od gęstości objętościowej, struktury, wilgotności, temperatury.
Im większa gęstość objętościowa tym większy współczynnik, a tym samym materiał "zimniejszy", ponadto w materiałach o tych samych substancjach, lecz różnych gęstościach występują różne współczynniki.
Ponieważ powietrza w bezruchu w temperaturze 0° C waha się w granicach 0,024 - 0,031 [W/m*K]
( w zależności od wielkości porów), co jest mniejsze od współczynnika substancji stałej materiału, to wraz ze zmniejszeniem gęstości materiału i tym samym wzrostem porowatości, maleje również jego przewodność cieplna.
Jeżeli pory są otwarte lub bardzo duże, w materiale następuje intensyfikacja ruchu powietrza i dlatego współczynnik się zwiększa.
Daje się to zauważyć w materiałach w postaci zasypek, mat i płyt o różnym uziarnieniu i zagęszczeniu włókien.
W materiałach tych powietrze może swobodnie przemieszczać się miedzy strukturą materiału, zwiększając wskutek konwekcji wymianę ciepła.
W materiałach o drobnych ziarnach lub włóknistej strukturze wymiana powietrza przez konwekcję i promieniowanie maleje, rośnie natomiast wpływ wymiany ciepła przez przewodzenie.
Można by powiedzieć, zamknąć powietrze w pewnej strukturze i mamy świetną przegrodę budowlaną.
Jaka jest zależność współczynnika od wilgotności materiału?
Taka, że im bardziej zawilgocony materiał tym izolacyjność materiału mniejsza.
Woda zamknięta w porach ma współczynnik ok. 0,56 [W/(m*K)], dodatkowo wchodzi tutaj w grę dyfuzja pary wodnej, z którą połączone jest przenoszenie ciepła oraz kapilarne przemieszczanie się wilgoci.
Proces ten nie przebiega jednakowo w różnych materiałach, zależne jest to od struktury i pochodzenia materiału, np. w betonach komórkowych przyjmuje się, że przyrost współczynnika wynosi ok.4,5% na 1% przyrostu wilgoci.
Podsumowując, wilgotność materiału nie jest z pewnością sprzyjającym czynnikiem w przewodności cieplnej ściany.
A jaki jest wpływ temperatury na wartość współczynnika .
Przy wzroście średniej temperatury przewodność cieplna materiałów porowatych, ziarnistych, włóknistych rośnie.
Dzieje się tak za sprawą zwiększenia przewodności cieplnej substancji stałej, powietrza zawartego w porach oraz zwiększenia się wymiany ciepła przez promieniowanie i tylko nieznacznie przez konwekcję.
Należy jednak dodać, że wzrosty te są tak małe, i w zasadzie pomijane w praktyce.
Tak, więc przewodność cieplna materiału zależy w dużej mierze od wilgotności materiału.
Wilgotność materiału w przegrodach w okresie eksploatacji budynku zależna jest przede wszystkim od wilgotności powietrza zewnętrznego i wewnętrznego, temperatury powietrza, izolacyjności przegrody, tutaj czynników decydujących głównie o możliwości kondensacji pary wodnej na wewnętrznych powierzchniach przegrody lub wewnątrz samej przegrody.
Jak się ma do tego ostatniego izolacja termiczna ze styropianu w przegrodzie trójwarstwowej?
Jak będzie następowało przemarzanie ściany dwuwarstwowej, trój, czy czterowarstwowej?
Która z tych przegród będzie korzystniejszą, jeżeli chodzi właśnie o przemarzanie?
Kondensacja pary wodnej w przegrodzie intensyfikuje się tym więcej im przegroda zimniejsza.
Na zawilgocenie materiału z pewnością mają duży wpływ czynniki zewnętrzne jak opady atmosferyczne, szczególnie zacinające ukośnie deszcze, a także śnieg.
Im bardziej porowata struktura faktury zewnętrznej ściany, tym czynniki te mają większy wpływ na zawilgocenie.
Do czego to prowadzi, że obliczeniowy współczynnik odnosi się do pewnej przyjętej wilgotności materiału, pytanie, czy zawsze materiał wbudowany ma taki sam współczynnik jak obliczeniowy.
Czy zawsze zachowane są idealne warunki wilgotnościowe ściany jak przyjmowane w obliczeniach?
Czy nie należałoby brać poprawki przyjmując współczynnik przenikania dla danej ściany?
Skoro powietrze jest takim dobrym izolatorem, dlaczego nie zaprząc go bardziej do pracy?
Jest tylko jeden podstawowy problem, tak mały współczynnik powietrze ma jak wspomniałem wcześniej w bezruchu.
Natomiast w zamkniętych szczelinach powietrznych, jakie stosowane są w przegrodach budowlanych trójwarstwowych, najczęściej kilku centymetrów i wysokości kilku metrów, przeważnie wysokości kondygnacji, przewodność cieplna powietrza zwiększa się.
Jest to spowodowane głównie ruchem powietrza, który występuje na skutek ogrzewania się powietrza na cieplejszej stronie ściany i ochładzania przy zimniejszej.
Oprócz konwekcji wymiana ciepła następuje także przez promieniowanie na skutek różnicy temperatur powierzchni ściany ograniczających pustkę powietrzną.
Przewodzenie ciepła ma najmniejszy udział w wymianie ciepła w szczelinie powietrznej.
Ze wzrostem temperatury i grubości szczeliny pionowej wymiana ciepła przez konwekcję zwiększa się.
W szczelinach pionowych i poziomych przy przepływie ciepła z dołu do góry, opór cieplny pustki powietrznej rośnie, ale tylko przy grubości w granicach do 3 cm tejże pustki.
Dlatego optymalną grubością pustki powietrznej jest 3 cm, (wysokość do 4 m) zwiększanie jej grubości nie przyniesie spodziewanych wyników, czyli zwiększenie oporu cieplnego.
Należy dodać, że opór cieplny pustki zwiększa się przy niższej temperaturze, dlatego szczelina powietrzna powinna być bliżej powierzchni zewnętrznej ściany.
Można zwiększyć opór cieplny szczeliny powietrznej nawet dwukrotnie stosując folię aluminiową po stronie cieplejszej szczeliny.
Powiesz, co na to tak modne ostatnio "oddychanie" ściany? O tym trochę dalej.
Cały czas jest mowa o szczelinie nie wentylowanej, bowiem w szczelinie wentylowanej przy przepływie powietrza zewnętrznego, temperatura powietrza w szczelinie jest bliska temperatury zewnętrznej.
Filtracja powietrza przez przegrody, co to takiego i czy ma jakiś wpływ na ogólny bilans cieplny?
Inaczej mówiąc, wymiana powietrza między pomieszczeniami i przestrzenią zewnętrzną.
Powietrze może filtrować przez niewypełnione spoiny, rysy w murze, otwarte pory w materiale nie mówiąc o nieszczelnej stolarce, wentylacji.
Nas interesuje przenikanie powietrza przez ściany, które następuje pod wpływem różnicy ciśnień.
Powietrze może infiltrować z zewnątrz do pomieszczeń lub eksfiltrować z pomieszczenia na zewnątrz.
Infiltracja powoduje zwiększanie strat ciepła przez ściany oraz obniżania temperatury powierzchni wewnętrznej ściany, gdyż część ciepła przepływającego z pomieszczenia nagrzewa przepływające powietrze z zewnątrz.
Infiltracja powietrza zewnętrznego następuje pod wpływem różnicy temperatur, a co za tym, różnicy gęstości powietrza w pomieszczeniach i na zewnątrz oraz wskutek nadciśnienia wywołanego parciem wiatru.
Powszechnie mówi się o "oddychaniu" ścian, wynikałoby, że to "oddychanie" wcale nie jest na korzyść, jeżeli chodzi o izolacyjność przegrody, gdyż ją obniża.
Mając na myśli "oddychanie" ścian przeważnie mówi się o przepuszczalności pary wodnej.
Przecież przez ściany para wodna uchodzi w granicach do 3% nawet przez te uchodzące za bardzo "oddychające".
Wynika z tego, że należałoby skupić się na jak najbardziej szczelnych przegrodach zewnętrznych i bardzo dobrej wentylacji.
Nie poprzestawać na wentylacji grawitacyjnej, która w dużej mierze zależna jest od różnicy ciśnień i temperatury.
Przy szczelności dzisiejszej stolarki wentylacja mechaniczna wyciągowa powinna być standardem, szczególnie biorąc pomieszczenia "mokre".
Wentylacja sterowana elektronicznie z odzyskiem ciepła, jeżeli nie to przynajmniej przymykami na kratkach i czerpniach po to by zmniejszyć straty ciepła wtedy gdy nas nie ma, lub po prostu zachodzi taka potrzeba.
Sugerowałbym, by w każdym pomieszczeniu był przewód wentylacyjny nie tylko w pomieszczeniach mokrych, oczywiście podraża to koszty ogólne domu.
Kiedyś tak się budowało, czy ktoś to pamięta?
Czy ten wymarzony dom stawiany jest na rok, może jednak dłużej, nie lepiej zrezygnować na razie z bajerów podziwianych przez .....
Kondensacja pary wodnej w przegrodzie, czy warto zwracać na to uwagę?
Projektując ściany zewnętrzne, zwiększając ich izolacyjność, myślimy by stworzyć jak najlepszy komfort swojego lokum, który oznacza zatrzymywanie niekorzystnych oddziaływań zewnętrznych, ograniczenie strat ciepła z pomieszczeń, ustabilizowaną stateczność przegrody, a tym samym pomieszczeń.
Poprzez to, podnosi się jednocześnie temperatura wewnętrzna powierzchni przegrody.
Zabezpiecza to przed możliwością wystąpienia powierzchniowej kondensacji pary wodnej oraz podnosi tzw. temperaturę odczuwalną.
Kondensacja pary wodnej powierzchniowa następuje tym bardziej, im powierzchnia ściany zimniejsza, zbliżona, do temperatury punktu rosy a wilgotność względna i temperatura pomieszczenia większa.
Bowiem na wielkość zawilgocenia przegród przez kondensację wewnętrzną wpływają, temperatura i wilgotność względna otaczającego powietrza, rodzaj i układ materiałów w przegrodzie.
Proces dyfuzji i kondensacji pary wodnej w ścianie zależny jest od różnicy ciśnienia cząstkowego pary wodnej w pomieszczeniu i na zewnątrz.
Im większa jest ta różnica, tym zjawisko to przebiega intensywniej.
Zależy także od właściwości materiałów i układu ściany np. w jednorodnej ścianie z cegły pełnej,
z lekkiego betonu, kondensacja przebiega, gdy są bardziej niesprzyjające warunki wilgotnościowe i temperaturowe pomieszczenia, tutaj wyższe.
W ścianach warstwowych kondensacja zależy ponadto od oporów dyfuzyjnych materiałów.
Gdy warstwa wewnętrzna ściany ma duży opór dyfuzyjny, a zewnętrzna mały to kondensacja pary wodnej występuje w mniejszym stopniu.
Jeśli jest odwrotna sytuacja, kondensacja jest bardzo duża.
Wynikałoby z tego, że izolacja termiczna ze styropianu od strony zewnętrznej jest gorszą alternatywą niż np. wełna mineralna.
Najkorzystniejsze jest usytuowanie termoizolacji jak najbliżej części zewnętrznej, w takim wypadku kondensacja występuje najczęściej na styku materiału izolacyjnego i zewnętrznej warstwy ściany.
Gdy materiał termoizolacyjny usytuowany jest od wewnątrz, przy małym oporze dyfuzyjnym tych materiałów, ułatwiony jest przepływ pary wodnej do wnętrza ściany i tym samym możliwa większa kondensacja pary wodnej.
Dlaczego większa, gdyż ściana jest bardziej narażona na przemarzanie, przy takim układzie warstw.
Z tego wynikałoby, że izolując od wewnątrz lepiej używać styropianu.
Tak naprawdę lepiej unikać takiego rozwiązania.
Dając odpowiednią termoizolację od zewnątrz (ściana dwuwarstwowa) stwarzamy komfort cieplny dla przegrody, gdzie strefa przemarzania jest mała lub wcale nie występuje.
Kondensacja także w takiej ścianie jest mała lub występuje w minimalnym stopniu.
Przegroda, jeśli jest wykonana z materiału w miarę monolitycznego, przy takim układzie dobrze akumuluje ciepło, chroni przed zbytnim nasłonecznieniem
Dlaczego, gdyż dyfundująca para wodna napotyka na swej drodze wpierw stosunkowo szczelną warstwę konstrukcyjną i stosunkowo niewielka jej ilość dochodzi do warstwy termoizolacji.
Odprowadzenie części, która dojdzie uwarunkowane jest szczelnością warstwy zewnętrznej.
Czy należy brać pod uwagę dyfuzję i kondensację pary wodnej w przegrodzie?
Prosty przykład kondensacji powierzchniowej, zakładam przed; temperaturę i wilgotność normową.
Bateria natryskowa, gdy używasz sporadycznie, roszenie na części zimniejszej nie występuje, gdy bierzesz "parówkę" po chwili takie zjawisko wystąpi.
Podobnie może być na zbiorniku spłukującym compaktu, rurach zimnej wody itp.
Jeżeli zauważa się takie zjawisko tym bardziej w kuchni, oznacza to z całą pewnością niewłaściwą wentylacją pomieszczeń.
Chcę przez to powiedzieć, że to samo robi się na Twojej zimnej ścianie, nie widać tego od razu, ale z czasem będzie widoczne w postaci ciemnych smug, to kurz osadza się na zimniejszej powierzchni.
W pierwszej kolejności widać w narożnikach, nadprożach, przejściach płyt balkonowych po prostu w miejscach występowania mostków termicznych.
Do czego w sumie zmierzam, by skupić się na izolacyjności termicznej przegrody i jej bezwładności cieplnej, oczywiście z zachowaniem parametrów wytrzymałościowych.
Nie zawracać sobie zbytnio głowy wyższością styropianu nad wełną mineralną, czy szklaną i odwrotnie.
Ale i nie bagatelizować dyfuzji ani kondensacji pary wodnej w swojej przegrodzie!
Co prawda początek kondensacji zależy nie tylko od temperatury i wilgotności powietrza po obu stronach przegrody, ale także od układu warstw i rodzaju użytych materiałów, szczelne o dużym oporze dyfuzyjnym, gdy są umieszczone od strony zewnętrznej przegrody będą mniej korzystnym układem, gdyż proces kondensacji występuje wtedy szybciej i trwa dłużej w porównaniu z przegrodami o odwrotnym układzie.
Wynikałoby z tego, że styropian jest mniej korzystnym materiałem izolacyjnym w przegrodzie pionowej.
Lobby producentów będzie zachwalało każdy swoje produkty, wyciągało dodatnie cechy produktu, prawda jest taka, że każdy z tych materiałów jest świetny jako izolator o zbliżonych parametrach współczynnika .
Biorąc pod uwagę dyfuzję pary wodnej przez przegrody zewnętrzne w granicach 3%, przy najlepszych układach materiałów w przegrodzie nie brać zbytnio tego, że opór dyfuzyjny styropianu jest większy niż wełny mineralnej.
W praktyce nie ma to dużego znaczenia, jeżeli część wewnętrzna przegrody będzie zimna, temperatura punktu rosy w przegrodzie bliska powierzchni wewnętrznej, tutaj szczególnie mostki termiczne, kondensacja powierzchniowa a następnie dyfuzja i kondensacja wewnętrzna będzie się pogłębiała.
Tylko dobra wentylacja jest w stanie temu zapobiec, więc powtarzam, w tym wypadku skupić się na dobrej wentylacji, a nie wyższości tego nad tym.
Weźmy może dla przykładu pod uwagę mur jednowarstwowy wykonany z pustaków ceramicznych na spoiny pionowe bez zaprawy.
Załóżmy spoiny poziome z zaprawy ciepłochronnej o współczynniku zbliżonym do współczynnika pustaka ściany.
W wykonaniu szybszy od tego ze spoinami na zaprawie, tak między innymi reklamowany.
Czy należy brać pod uwagę filtrację powietrza w takim murze?
Powietrze jako dobry izolator zgoda, ale czy to powietrze zamknięte w spoinie pionowej znajduje się w bezruchu? Jeżeli nie, nie jest wcale dobrym izolatorem.
Wręcz przeciwnie powoduje oziębianie warstwy wewnętrznej ściany.
Tynk zewnętrzny tradycyjny cem-wapienny będzie z pewnością większą przeszkodą dla infiltracji powietrza jak tynk cienkowarstwowy, reklamowany jako "oddychający".
By powietrze zamknięte w spoinie pionowej takiego muru spełniało rolę dobrego izolatora muszą być szczelne wyprawy tynkarskie, tak zewnętrzne jak i wewnętrzne.
Mówiliśmy wcześniej, że moda jest na "oddychanie" ścian, czyli eksfiltrację powietrza.
Jak by nie patrzeć, kłócą się preferencje, z jednej strony chcielibyśmy mieć szczelną ciepłą lekka ścianę, z drugiej by ta ściana była jak najbardziej dla nas przyjazna pod względem fizjologicznym?
Proszę wziąć pod uwagę jeszcze jedno, normowy współczynnik przenikania U [W/(m2*K)] dla ściany jednowarstwowej jest znacznie większy niż dla ścian warstwowych.
By ściana była zgodnie z normą musi być odpowiedniej grubości w zależności od współczynnika materiału.
Dlaczego tak jest, inwestor budujący ściany jednowarstwowe, jeżeli trzyma się tylko ściśle normy, nie bierze poprawki na filtrację powietrza, zwiększenie wilgotności w trakcie eksploatacji, przemarzanie, będzie zawsze na przegranej pozycji z tym, który ma ściany złożone szczególnie dwuwarstwowe?
Dlaczego współczynnik ten jest niekorzystny dla ścian jednowarstwowych w stosunku do innych?
Czyżby z powodu zbyt wysokich współczynników materiałów ściennych, by nie budować zbyt grubych ścian, zwiększono normę?
Przecież, mając ścianę jednowarstwową ściśle zgodnie z normą, należy liczyć się z większymi rachunkami za media i nie tylko!
Ściana taka z góry jest na straconej pozycji w stosunku do innych konstrukcji, jeżeli chodzi o izolacyjność w stosunku do kosztu jednostkowego.
W jeszcze większym stopniu dotyczy to materiałów ceramicznych poryzowanych na zamki pionowe bez zaprawy.
Zgoda powietrze zamknięte w strukturze materiału będzie spełniało w miarę dobrze rolę izolatora, pod warunkiem, że wilgotność struktury materiału będzie w normie.
Im mniejsza komórka, w której zamknięte jest powietrze, tym lepiej spełnia ono swoje zadanie tym mniejszy współczynnik lambda
Należy zadać sobie pytanie, czy przez cały okres eksploatacji ściany będą w idealnych laboratoryjnych warunkach?
Czy współczynnik przenikania U [W/(m2*K)] dla takiej ściany będzie zawsze jednakowy?
Która ze ścian będzie najbardziej narażona na zawilgocenie pochodzące od wpływów atmosferycznych, u nas w kraju przeważa róża wiatrów zachodnich?
Ściana ma chronić od czynników zewnętrznych, opadów, wiatru, mrozu a także zbyt dużego nasłonecznienia.
Materiał poryzowany ze swoją strukturą jest bardziej narażony na zawilgocenie, jak pustak ceramiczny "zwykły" a co to oznacza pisałem wyżej.
Czy tynk cienkowarstwowy na takiej ścianie będzie spełniał dobrze rolę zabezpieczającą przed wpływami atmosferycznymi?
Czy ściana jednowarstwowa z wyrobów poryzowanych w dłuższym okresie eksploatacyjnym będzie spełniała dobrze swoją założoną rolę?
Im bardziej porowaty materiał, tym bardziej podatny na zawilgocenie, kapilarne podciąganie wilgoci.
A jak z bezwładnością cieplną takiej ściany?
Przegrody z materiałów ciężkich jak np. beton, cegła pełna, są przegrodami o stosunkowo wysokim współczynniku przyswajania ciepła, amplitudy wahań temperatury są stosunkowo niewielkie.
Oznacza to, że im bardziej pełna struktura materiału, tym bezwładność cieplna większa, wolniej traci akumulowane ciepło, ale i wolniej się nagrzewa, co jest korzystne np. w ścianach od strony południowej w upalne dni.
Czy można powiedzieć, że przegroda z materiałów ceramicznych poryzowanych, pustaków "zwykłych" ceramicznych są ścianami monolitycznymi?
Przecież reklamowane są jako materiały lekkie, "ciepłe" nie jest to logiczne tłumaczenie zgodnie z fizyką materiałów, to tylko marketing.
Jak się mają inne materiały do tego zagadnienia, o tym może innym razem.
Im bardziej zagłębia się w temat, tym więcej pytań się nasuwa i wątpliwości, co jest lepsze i pod jakim względem, na jaki iść kompromis.
Nie łudź się, nie ma rozwiązania idealnego w tym temacie, wyższości absolutnej, tego czy innego materiału nad drugim?
Uważam, że to może być wstępem do tematu przegrody zewnętrzne.
2.
Wszelkie rozwiązania techniczne w budownictwie są powiązane z naukami przyrodniczymi: fizyką i chemią. Znajomość procesów fizycznych zachodzących w materiałach budowlanych lub w ich komponentach umożliwia racjonalne projektowanie obiektów budowlanych z uwzględnieniem oszczędności energii oraz ochronę tych obiektów przed czynnikami mającymi niekorzystny wpływ na samopoczucie i zdrowie użytkowników (np. drgania, hałas, nadmierne zawilgocenie). Znajomość zjawisk chemicznych ułatwia właściwy dobór materiałów budowlanych pod kątem ich wpływu na zdrowie człowieka.
W budynkach mieszkalnych i w budynkach użyteczności publicznej bardzo istotną rolę odgrywa konstrukcja przegród zewnętrznych. Struktura tych przegród i rodzaj zastosowanych w nich materiałów wpływają zasadniczo na rodzaj procesów fizykalnych, jakie zachodzą na styku dwóch różnych ośrodków, które te przegrody od siebie oddzielają. Każdy z tych ośrodków charakteryzuje się innymi właściwościami, a przegroda ma na celu zapewnić właściwe oddziaływanie wpływów zewnętrznych na wnętrze budynku, w taki sposób, aby we wnętrzu powstał mikroklimat najkorzystniejszy dla człowieka. Nieznajomość wymienionych tu procesów może spowodować, że w pomieszczeniach powstaną warunki gorsze dla użytkownika od występujących w danym momencie na zewnątrz.
Konstrukcja przegród zewnętrznych w budynkach, niezależnie od wymagań statycznych, powinna zapewnić również:
• ochronę przed ucieczką ciepła na zewnątrz pomieszczeń,
• ochronę przed hałasem,
• ochronę przed zawilgoceniem wnętrza.
II IZOLACJE CIEPLNE
Ř Rodzaje izolacji termicznych
Izolacje termiczne są stosowane w budownictwie głównie w celu ocieplania budynków przeznaczonych dla przebywających w nich ludzi, ale nie jest to jedyne ich zastosowanie. Izolacje te mogą służyć np. do ochrony chłodni przed napływem ciepła z zewnątrz lub ochrony przewodów ciepłowniczych przed nadmiernymi stratami ciepła. O właściwym doborze odpowiedniego na izolację materiału powinny decydować następujące czynniki:
• zdolność materiału do przewodzenia ciepła lub jej brak,
• rodzaj i konsystencja wyrobu (materiały mogą być w formie sypkiej, mat, płyt itp.),
• łatwość obróbki i łatwość wbudowania w przegrodę,
• odporność na zawilgocenie, odporność na zagrzybienie,
• odporność na działanie temperatury (niskiej lub wysokiej),
• odporność na działanie ognia,
• odporność na działanie preparatów chemicznych, z którymi materiał się styka,
• trwałość (podana w latach).
Uwzględniając powyższe cechy materiałów można najogólniej przyjąć, że do ocieplania ścian, podłóg i stropów w budynkach najlepiej nadają się:
styropian, płyty z wełny mineralnej oraz pianka poliuretanowa (do wypełniania szczelin powietrznych i innych miejsc niedostępnych). Do izolacji chłodni przydatne są płyty i otuliny korkowe oraz styropianowe, wata szklana, wata bazaltowa lub maty i filce z wełny mineralnej. Podobnie do izolacji rurociągów i przewodów ciepłowniczych używa się wszelkiego rodzaju mat i wojłoków (np. z waty szklanej). Te same materiały można stosować do izolacji turbin, kotłów i zbiorników o powierzchniach cylindrycznych.
Obecnie w handlu dostępnych jest wiele wyrobów przeznaczonych do wykonywania izolacji termicznych. Wytwarza się je głównie na bazie wełny mineralnej, styropianu, włókna szklanego, pianki poliuretanowej. Produkowane są między innymi płyty, kasetony sufitowe, otuliny i kształtki ze styropianu płyty z polistyrenu do izolacji ścian piwnic, dachów i sufitów podwieszanych, płyty i maty z wełny mineralnej. Do izolacji instalacji grzewczych wysokoparametrowych stosuje się otuliny z pianki poliuretanowej (bardzo niskie wartości współczynnika przewodności cieplnej). Wszystkie te produkty charakteryzują się dużą dokładnością wykonania i estetycznym wyglądem. Niektóre materiały izolacyjne są produkowane w formie luźnych włókien celulozowych i mogą być na sucho wdmuchiwane sprężonym powietrzem do zamkniętych, niewielkich przestrzeni.
Ř Zasady prawidłowego wykonywania izolacji termicznych
Z wyjątkiem tych rodzajów izolacji, które trzeba nakładać systemem na mokro — podstawą prawidłowego ułożenia warstw izolacyjnych jest wykonanie wszystkich prac w stanie suchym. Materiały izolacyjne powinny być chronione przed zawilgoceniem wodą deszczową lub zarobową (z zaprawy murarskiej), nie wolno również układać świeżej mieszanki betonowej na materiałach nieodpornych na zawilgocenie. Ponadto wszelkiego typu izolacje termiczne, jak również spoiwa do ich łączenia, nie powinny być narażone na działanie grzybów i pleśni oraz same też nie powinny wydzielać zapachów lub szkodliwych substancji. Płyty izolacyjne powinny mieć jednakową grubość (dokładnie obliczoną), a przerwy między nimi powinny być możliwie najwęższe. Płyty należy układać z przesunięciem w stosunku do siebie w kolejnych warstwach.
Układając izolację termiczną w stropodachach wentylowanych, należy chronić ją przed zawilgoceniem i zapewnić możliwość wyschnięcia po przypadkowym zawilgoceniu.
W warunkach zimowych prowadzenie robót jest możliwe tylko wtedy, jeżeli materiały izolacyjne układa się bez spoiwa lub też przy zastosowaniu spoiwa odpornego na niską temperaturę. Jeżeli natomiast materiał izolacyjny ma chronić ośrodek o bardzo wysokiej temperaturze — wtedy należy stosować wyłącznie materiały odporne na wysoką temperaturę — głównie pochodzenia mineralnego.
Ř Metody likwidacji mostków termicznych
Dodatkowe ocieplenie samych mostków termicznych, bez ocieplania całej ściany, jest możliwe jedynie w tych przypadkach, w których koncepcja architektoniczna budynku zezwala na wzbogacenie elewacji o gzymsy lub pilastry (rys. 8-7 i 8-8). Przedstawione na tych rysunkach rozwiązania pozwalają wprawdzie na ocieplenie budynku wyłącznie w miejscach występowania mostków termicznych, ale za cenę zmiany wyglądu elewacji oraz stworzenia. możliwości dodatkowego zawilgocenia. Każdy dodatkowy poziomy występ muru zatrzymuje spływającą po ścianie wodę i pozwala na jej penetrację w głąb ściany. Jeżeli taki poziomy występ muru nie będzie idealnie zabezpieczony obróbkami blacharskimi, wówczas woda będzie wnikać do wnętrza ściany, powodując jej zawilgocenie, a tym samym pogarszając właściwości izolacyjne.
Praktycznie jednak, zamiast ocieplania samych mostków termicznych, wykonuje się zwykle ocieplenie całej przegrody. Jest to powszechny i najwłaściwszy sposób wykonywania dodatkowej izolacji termicznej. Istnieje wiele sposobów wykonywania tych dociepleń. I tak na przykład tradycyjną metodą wykonywania dodatkowego ocieplenia (docieplania) ścian zewnętrznych jest nakładanie izolacji termicznej (najczęściej stosowane są tu płyty styropianu) na stalowe pręty uprzednio zamocowane w ścianie, w ten sposób, aby na wystających z izolacji końcówkach prętów można było umocować siatkę stalową pod nowy tynk. Jest to tzw. metoda mokra ciężka. Została ona już prawie całkowicie zastąpiona metodami lekkimi. Izolacja ze styropianu (lub wełny mineralnej) jest przyklejana masą klejącą do podłoża, następnie do tej izolacji przykleja się siatkę z włókna szklanego, a na niej wykonuje się elewacyjną masę tynkarską, jest to metoda lekka mokra.
Istnieje obecnie szereg różnych metod wykonywania docieplenia budynków, proponowanych przez firmy, prześcigające się wzajemnie w reklamie. Wszystkie te metody charakteryzują się niewielkim ciężarem izolacji termicznej wraz z wyprawą elewacyjną oraz niezwykle estetycznym wyglądem. Można również docieplać budynki tzw. styroblokami (rys. 8-11), czyli cegiełkami ze styropianu z wykonaną na nich mineralno-polimerową masą tynkarską. Na ścianie w ten sposób ocieplonej widać wyraźnie podziały utworzone przez te płytki; ściana taka wygląda, jak wymurowana z białych cegiełek.
Inne firmy proponują wykonywanie na przyklejonym styropianie od razu całej wyprawy elewacyjnej. Każda z firm reklamujących swoje rozwiązania musi mieć aprobaty techniczne na stosowane przez siebie rozwiązania.
Wymagające dodatkowego ocieplenia stropodachy muszą być docieplane w zależności od rodzaju ich konstrukcji. W stropodachach o konstrukcji z przestrzenią wentylowaną, składających się ze stropu i oddzielnej konstrukcji dachu, dociepla się jedynie część stropową we wnętrzu przestrzeni powietrznej (rys. 8-12). Izolację termiczną układa się na stropie (jeśli można się dostać do przestrzeni między stropem, a dachem), bądź też wtryskuje się izolację w formie pianki do tej przestrzeni, jeśli jest ona niedostępna i ma niewielką wysokość.
Stropodachy o konstrukcji pełnej można docieplić jedynie od góry, po zdjęciu pokrycia dachowego. Jest to jednak operacja skomplikowana, wymaga właściwie przebudowy stropodachu i musi być wykonywana w odpowiednich warunkach atmosferycznych lub pod przekryciem.