Akustycznie o płytach warstwowych

 Od jakiegoś czasu w budownictwie przemysłowym zauważalny jest trend stosowania płyt warstwowych, które stanowią lekkie obudowy budynków produkcyjnych i halowych. Stają się one konkurencyjnym materiałem dla klasycznych masywnych ścian murowych. Jak się okazuje, stosowanie płyt warstwowych pozwala na znaczną redukcję przenikania hałasu do środowiska oraz pochłanianie go wewnątrz danego obiektu budowlanego. Głównymi parametrami charakteryzującymi pod względem akustycznym przegrody z płyt warstwowych są parametr izolacyjności akustycznej oraz współczynnik pochłaniania dźwięku. Zjawiska te można zilustrować w następujący sposób:

Rys.1 Graficzny sposób interpretacji zjawiska izolacyjności akustycznej i pochłaniania dźwięku

Parametr izolacyjności akustycznej właściwej R_w  określa właściwości dźwiękoizolacyjne materiału. Wyraża się go w [dB] w funkcji częstotliwości ( pasma oktawowe bądź 1/3 oktawowe). W praktyce jednak operuje się jednoliczbową wartością parametru R_w wyznaczanym wg normy PN-EN ISO 717:1:1999. Podobną zasadę przyjęto też w normie wyrobu - PN-EN 14509:2007. Zapis tego parametru to : R_w (C,C_tr) Ważony  wskaźnik izolacyjności akustycznej właściwej wyznacza się poprzez uśrednienie wartości wyrażonych w poszczególnych częstotliwościach za pomocą normowej krzywej odniesienia.

Wskaźniki określone jako C oraz C_tr  to tzw. widmowe wskaźniki adaptacyjne. Ich zadaniem jest dostosowanie jednoliczbowej oceny izolacyjności akustycznej do widma hałasu z jakim dana przegroda ma do czynienia. Wskaźnik widmowy C znajduje zastosowanie w przypadku występowania energii akustycznej o widmie płaskim w funkcji częstotliwości  ( przede wszystkim średnie i wysokie).  Natomiast wykorzystanie wskaźnika C_tr powinno nastąpić przy hałasie o niskich częstotliwościach. Po uwzględnieniu tych parametrów uzyskujemy wskaźniki oceny izolacyjności akustycznej R_A1 i R_A2:

R_w + C = R_A1

R_w + C_tr = R_A2

Wskaźniki izolacyjności akustycznej przykładowych rodzajów płyt warstwowych wynoszą:

a) płyty z rdzeniem ze styropianu lub pianki poliuretanowej

R_w = 25±2 dB

R_A1 = 22±2 dB

R_A2 = 20±2 dB

b) płyty z rdzeniem ze z wełny mineralnej

R_w = 32±2 dB

R_A1 = 30±2 dB

R_A2 = 29±2 dB

Zauważalne różnice ±2dB  zależą przede wszystkim  od szczegółów rozwiązań poszczególnych rodzajów płyt. Jednocześnie ze wzrostem grubości rdzenia danej płyty następuję przesunięcie częstotliwości rezonansowej w stronę niższych wartości. Dlatego też w pewnych obszarach częstotliwości, nasz materiał po zwiększeniu grubości może mieć słabszą izolacyjność niż wcześniej (zwłaszcza częstotliwości wysokie). Zabieg ten w sposób bardzo sporadyczny wpływa na wartość współczynnika izolacyjności akustycznej. Dlatego też można pokusić się o stwierdzenie, że wzrost grubości rdzenia nie służy poprawie parametrów akustycznych przegrody. Tyczy się to zarówno płyt z pianki poliuretanowej/styropianu jak i płyt z wełną mineralną w środku. Należy jednak pamiętać, że mimo wszystko wypełnienie wełną mineralną jest bardziej pożądane, ze względu na lepsze parametry izolacyjne tego materiału.

Dodatkową informację o parametrach akustycznych płyt warstwowych możemy uzyskać na podstawie pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku. Uwzględnia się go w obliczaniu rozchodzenia się dźwięku w pomieszczeniu oraz przy okazji określania warunków pogłosowych wewnątrz budynku. Wyrażany jest w zakresie (0,1), gdzie: 0 - całkowite odbicie dźwięku, 1 - całkowite pochłonięcie. Jednak podobnie jak w przypadku parametru R_w, także w tym wypadku stosuje się jednoliczbowy wskaźnik pochłaniania dźwięku α_w . wyznaczanym wg normy PN-EN ISO 11654:1999.

Aby móc dokonać właściwości akustycznych płyt warstwowych wykonuje się badanie typu w oparciu o PN-EN 14509:2007. Obejmuje ono pomiar współczynnika izolacyjności akustycznej oraz pochłaniania dźwięku pełnowymiarowych próbek. Następnie dokonuje się uogólnienia wyników poprzez łączenie płyt warstwowych w tzw. rodziny. Parametry akustyczne określa się jednak w odniesieniu do całej grupy rozpatrywanych elementów w oparciu o badania próbek reprezentatywnych. Dla danej rodziny materiałów wartość R_w określana jest na bazie badań płyt o największej i najmniejszej grubości. Oczywiście przyjmowany jest najbardziej niekorzystny wynik. Wartość widmowych wskaźników adaptacyjnych wyznacza się w oparciu o wyznaczone minimalne dla danej rodziny wartości R_A1 oraz R_A2.

Tab.1 Tabelaryczne zestawienie wartości izolacyjności akustycznej właściwej w oparciu o przykładową rodzinę płyt warstwowych A

Jeśli chodzi o określenie współczynnika α_w , to wyznacza się go w sposób indywidualny w odniesieniu do każdego typu  przyjętej okładziny. Najwyższą wartość współczynnika pochłaniania dźwięku można osiągnąć przy zastosowaniu rdzenia z wełny mineralnej oraz okładziny z płyt perforowanych. Płyty warstwowe jak najbardziej sprawdzają się jako materiały ograniczające i pochłaniające hałas. Zastosowanie ich jako izolujące akustycznie przegrody uwarunkowane jest porównaniem ich wskaźników z wymaganą izolacyjnością akustyczną zgodnie z PN-B-02151-3:1999.Norma ta podaje minimalne wartości wskaźników oceny izolacyjności akustycznej właściwej przybliżonej R`<sub>A1</sub> oraz R`_A2.

Najczęstsze zastosowanie płyt warstwowych z jednoczesnym uwzględnieniem ich właściwości akustycznych:

• obudowy ścian oraz dachów hal
• wykonanie przekrycia pawilonów handlowo - usługowych i gastronomicznych
• pokrycie budynków administracyjno - bytowych
• wykonie zaplecz domów oraz budowli gdzie nie ma określonych wymagań akustycznych

Myślę, że przytoczony powyżej tekst poszerzył nieco horyzonty na temat materiału jakim są płyty warstwowe. Jak widać, dla zapewnienia prawidłowej izolacyjności akustycznej nie zawsze wymagana jest duża masa materiału. Czasem istotniejszą rolę odgrywa "rzeźba"...