Akustyka budowlana jest działem akustyki, zajmującym się zagadnieniami ochrony przed hałasem zewnętrznym oraz wewnętrznym w budynku. Jej głównym celem jest zapewnienie, aby osoby użytkujące dany budynek mogły korzystać z niego zgodnie z przeznaczeniem, czyli np. odpoczywać w mieszkaniu lub wydajnie pracować w biurze. W celu zapewnienia tych warunków powstał szereg norm obowiązujących w polskim prawie, opisujących wymagania dla budynków, które w większości przypadków muszą być zaplanowane już na etapie projektu budowlanego. W poniższym artykule omówimy po krótce, czego dotyczą poszczególne normy oraz jak sprawdzić, czy zostały spełnione.
Normy z zakresu akustyki budowlanej
Normy, o których mowa we wstępie, zostały powołane w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, wraz z późniejszymi poprawkami. Wyróżnia się kilka obowiązujących norm, używanych przy ocenie jakości akustycznej budynku pod kątem użytkowania go przez ludzi:
PN-B-02151-02:1987
Norma ta określa dopuszczalne poziomy dźwięku A od urządzeń hałasujących w obrębie oraz poza budynkiem. Jej spełnienie zależy w dużej mierze od jakości zastosowanych urządzeń oraz sposobu ich montażu. Ocenia się nią np. hałas generowany przez wentylatory dachowe, pompy wody, bramy garażowe, transformatory, czy układy wentylacji w budynku. Norma ta ocenia hałas wg równoważnego poziomu dźwięku oraz maksymalnego poziomu dźwięku. W przeciwieństwie zatem do pomiarów środowiskowych, pojedyncze zdarzenie, jak np. zamknięcie bramy garażowej, może spowodować przekroczenie wartości dopuszczalnych.
PN-B-02151-03:2015
Norma zawierająca wytyczne dla izolacyjności akustycznej przegród zewnętrznych oraz wewnętrznych. Pozwala uzależnić wymogi ściany zewnętrznej do panującego hałasu w środowisku oraz stwarza wymogi dla izolacyjności na dźwięki powietrzne i uderzeniowe między pomieszczeniami o różnej funkcji. Należy z niej skorzystać, gdy przeszkadzają nam np. przelatujące samoloty nad domem, zza ściany dochodzą do nas rozmowy sąsiada, głośne szuranie krzeseł lub słyszymy w mieszkaniu muzykę z restauracji poniżej. Norma ta może również uzupełniać ocenę wg normy opisanej w poprzednim akapicie. Np. w przypadku hałasu z hydrofornii należy zbadać poziom dźwięku w mieszkaniu, ale pełny pogląd na przyczynę problemu można dopiero poznać, gdy wykona się badanie izolacyjności i sprawdzi, czy norma PN-B-02151-3 jest spełniona.
PN-B-02151-4:2015
Tzw. norma pogłosowa, obowiązująca dopiero od ostatniej nowelizacji Rozporządzenia Ministra Infrastruktury i Budownictwa, czyli od 01.01.2018r. Celem tej normy jest ochrona przed hałasem pogłosowym, a więc hałasem powstającym wewnątrz danego pomieszczenia. Norma osiąga ten cel poprzez narzucenie maksymalnych, dopuszczalnych wartości czasu pogłosu dla różnych pomieszczeń oraz minimalnego poziomu STI (wskaźnika zrozumiałości mowy). Pozwala to na zmniejszenie hałasu wewnątrz pomieszczeń użyteczności publicznej oraz na zapewnienie odpowiednich warunków do komunikacji słownej. Pomieszczenia o specjalnych wymaganiach akustycznych, np. sale koncertowe, nie są normalizowane.
PN-B-02171:2017
Norma określająca dopuszczalne poziomy drgań w budynkach mieszkalnych oraz użyteczności publicznej. Rozgranicza ona drgania na ustalone oraz sporadyczne, jak również na drgania w porze nocnej i dziennej. Oddzielne wartości normuje dla prędkości, a oddzielne dla przyspieszeń drgań. Z racji, że pasmo oceny drgań znajduje się w przedziale 1-80 Hz, norma ta często może nie być spełniona, nawet gdy spełnione są inne normy, których rozpatrywane pasmo częstotliwości jest wyższe, np. w normie PN-B-2151-02:1987.
PN-B-02170:2016
W zakresie tej normy mieszczą się kryteria oceny wpływu drgań przekazywanych przez podłoże na budynki oraz na urządzenia umieszczone w budynkach. Drgania mogą pochodzić od urządzeń znajdujących się w obrębie budynku lub poza obrębem tego budynku. Normę stosuje się w diagnostyce wpływu drgań na budynki oraz podczas projektowania budynków. Szczególnie przydatny zapis tej normy dotyczy granicznej wartości drgań gruntu i odległości od poszczególnych źródeł hałasu, poniżej którego nie trzeba robić analizy wpływu drgań na budynek.
Jakie badania przeprowadza się wg norm?
Każda z powyższych norm określa dopuszczalne wartości danej wielkości akustycznej. Wymaga to zupełnie innego podejścia w kwestii pomiarów akustycznych. Trudno np. zmierzyć drgania z użyciem mikrofonu. Pewnie się da, ale wymagałoby to sporo zachodu… Opracowano jednak dość dokładne metodyki, które z grubsza zostaną przedstawione w niniejszym rozdziale:
PN-B-02151-02:1987
Norma ta określa jedynie wymagania dla poziomu dźwięku A. Co za tym idzie, potrzebujemy odpowiedniego miernika i mikrofonu poziomu dźwięku. Hałas mierzy się w taki sposób, żeby czas pomiaru zawierał reprezentatywny okres hałasu urządzenia. W przypadku np. pompy wody, będzie konieczne zbadanie nie tylko pracującej pompy, ale również momentu jej włączania i wyłączania, jeżeli da się to usłyszeć, jako oddzielne zdarzenia akustyczne. Ważny może być wtedy nie tylko hałas równoważny, ale również maksymalny. Inaczej będzie np. w przypadku wentylacji mechanicznej, która pracuje 24 h na dobę. W takim przypadku wystarczą krótkie próbki hałasu równoważnego. Każdy zmierzony równoważny poziom dźwięku A odnosi się do najbardziej niekorzystnych 8 godz. w ciągu dnia lub 1 najbardziej niekorzystnej godziny w ciągu nocy.
PN-B-02151-03:2015
Ocena jakości akustycznej przegrody wymaga pomiaru izolacyjności. Wyróżniamy zasadnicze trzy rodzaje pomiarów izolacyjności:
– pomiar izolacyjności przegrody zewnętrznej na dźwięki powietrzne metodą elementu lub globalną,
– pomiar izolacyjności przegrody wewnętrznej na dźwięki powietrzne,
– pomiar izolacyjności przegrody wewnętrznej na dźwięki uderzeniowe.
W pierwszych dwóch badaniach wykorzystuje się źródło dźwięku (najlepiej wszechkierunkowe). Mierzy się wtedy poziom ciśnienia akustycznego w tercjach lub oktawach po obu stronach mierzonej przegrody. Na podstawie różnicy ciśnień, a następnie zbadanego pogłosu w pomieszczeniu odbiorczym, ustala się parametry izolacyjności akustycznej przegrody. W przypadku dźwięków uderzeniowych sprawa się upraszcza o tyle, że nie ma potrzeby badania poziomu dźwięku w pomieszczeniu, gdzie stoi stukacz wzorcowy, ponieważ on sam w sobie jest wzorcowanym źródłem dźwięku.
PN-B-02151-4:2015
W zależności od badanego parametru (czas pogłosu, STI) robi się kilka rodzajów badań. Czas pogłosu mierzy się za pomocą wszechkierunkowego źródła dźwięku, mikrofonu klasy 1 i najczęściej oprogramowania, która pozwala zebrać odpowiedź impulsową pomieszczenia. Jest to zdecydowanie najdokładniejsza metoda pomiaru czasu pogłosu. Pomiar STI jest nieco bardziej skomplikowany, bo poza źródłem dźwięku potrzebujemy zmierzyć również poziom ciśnienia akustycznego badanego sygnału oraz tła akustycznego. Żeby nie było za łatwo, poziom dźwięku oraz charakterystyka źródła powinna odpowiadać charakterystyce badanego źródła, dlatego stworzono np. sztuczne usta, które symulują widmo i kierunkowość głosu ludzkiego. W niektórych przypadkach, np. podczas oceny biur open space, mimo wszystko używa się źródła wszechkierunkowego, bo trudno mieć pewność, że człowiek w trakcie pracy przez cały czas będzie mówić tylko w jednym kierunku.
PN-B-02171:2017
Nowelizacja normy zawiera ogólne zasady wykonywania pomiarów drgań w budynkach. Podane są w niej m.in. parametry czujników drgań, warunki doboru punktów pomiarowych, czy parametry dysku pomiarowego, który musi ważyć min. 30 kg…
Badania drgań wykonuje się w miejscu przekazywania drgań na ludzi, czyli najczęściej na stropach. Należy wykonać badania w trzech osiach, podczas najniekorzystniejszego oddziaływania urządzenia powodującego drgania, gdyż mierzy się przede wszystkim wartości maksymalne drgań. Należy również ocenić częstotliwość występowania drgań w ciągu doby, aby odpowiednio dobrać współczynnik narzucający dopuszczalne wartości drgań. Norma opisuje również obliczone z wykorzystaniem MES (metoda elementów skończonych), jak konieczność w przypadku analizy drgań w całym budynku.
PN-B-02170:2016
Badania wg tej normy, w przypadku pomiarów do projektu wykonuje się na gruncie, natomiast pomiary diagnostycznie wykonuje się na fundamentach budynków lub w sztywnych węzłach konstrukcji. W przypadkach pomiarów diagnostycznych czujnik należy mocować bezpośrednio do konstrukcji budynku. Najlepszym sposobem na mocowanie czujnika drgań za pomocą gipsu lub śruby do konstrukcji budynki. Zazwyczaj te badania są zatem badaniami inwazyjnymi. Z tego powodu coraz chętniej stosowanymi przyrządami są wibrometry laserowe, które nie wymagają inwazji w konstrukcję budynku.
