Protihlukové systémy

Jedným z faktorov, ktorý má negatívny vplyv na zdravie ľudí, je hluk. Dlhodobé vystavenie človeka nadmernému hluku spôsobuje rozličné zdravotné problémy, medzi ktoré patrí napríklad zúženie ciev, zvýšená produkcia stresového hormónu a poškodenie sluchu. Zároveň môže dochádzať k poruchám komunikačným, pri učení, k poruchám koncentrácie a spánku. Ochrana proti hluku je preto už dlhodobo aktuálnou témou.

Zvýšená hladina hluku je prítomná najmä v blízkosti dopravných komunikácií. Príslušné oblasti treba posúdiť a na základe vypočítaných alebo nameraných hodnôt hluku navrhnúť vhodnú ochranu.

Riešenie predstavujú protihlukové steny. Na ich výstavbu možno použiť štiepkocementové absorpčné dosky, ktoré sa pripevňujú na nosnú konštrukciu. Vďaka rôznorodosti tvarov a farieb protihlukových dosiek možno ich kombináciou vytvárať konštrukcie zaujímavé z architektonického hľadiska a dotvárať tak charakter okolitého prostredia (obr. 1).

Obr. 1 Kombináciou rôznych druhov protihlukových dosiek s inými materiálmi vznikajú farebné plastické obrazy, čo dáva zhotovenej konštrukcii osobitý charakter	Obr. 2 Prechod zvukového vlnenia prekážkou I0 –    intenzita vlnenia (akustický výkon), ktoré dopadá na konštrukciu Ir –    intenzita odrazeného (reflektovaného) vlnenia Ia –    intenzita pohlteného (absorbovaného) vlnenia Iq –    intenzita vlnenia premeneného v konštrukcii na teplo It –    intenzita vlnenia transferovaná do chráneného priestoru

Účinok protihlukovej steny
Pri dopade zvukovej vlny na protihlukovú stenu sa časť zvukovej energie odrazí od jej povrchu, časť sa pohltí konštrukciou a časť sa vyžiari do prostredia za prekážkou (obr. 2). Úlohou protihlukovej steny je zvuk tlmiť a pohlcovať.

Schopnosť konštrukcie (protihlukovej steny) pohlcovať časť akustického výkonu zvukového vlnenia sa označuje ako zvuková pohltivosť, ktorá sa vyjadruje činiteľom zvukovej pohltivosti α (–). Vplyvom zvukovej pohltivosti konštrukcie sa znižuje hladina akustického tlaku (najmä v uzavretom priestore).

Akustické vlastnosti absorpčných zariadení na zníženie hluku z cestnej premávky (tab. 1) udáva zvuková pohltivosť DLα (dB) v súlade s STN EN 1793-1: 1999 (Zariadenia na zníženie hluku z cestnej dopravy. Skúšobné metódy určovania akustických vlastností. Časť 1: Určenie zvukovej pohltivosti).
Zvuková pohltivosť protihlukových stien vytvorených zo štiepkocementových absorpčných dosiek predstavuje 4 až 13 dB (kategórie A2 až A4).

Vlastnosť konštrukcie (protihlukovej steny), ktorá sa prejavuje stratou akustického výkonu zvuku pri prenose vzduchom a pri dopade na konštrukciu, sa udáva ako vzduchová nepriezvučnosť. Inak povedané, ide o schopnosť konštrukcie prenášať zvuk (šíriaci sa vzduchom) v zoslabenej miere do chráneného priestoru. Samostatne stojace protihlukové steny alebo protihlukové steny, ktoré sú súčasťou stavebných objektov, musia mať vzduchovú nepriezvučnosť minimálne 15 dB (kategória B2).

Hodnoty vzduchovej nepriezvučnosti DLR (dB) protihlukových stien (tab. 2) stanovuje STN EN 1793-2: 1999 (Zariadenia na zníženie hluku z cestnej dopravy. Skúšobné metódy určovania akustických vlastností. Časť 2: Určenie vzduchovej nepriezvučnosti).

Protihlukové steny vytvorené zo štiepkocementových absorpčných dosiek vykazujú vzduchovú nepriezvučnosť od 25 do 40 dB (kategória B3).

Protihlukový systém
Základným prvkom protihlukového systému (protihlukového panelu) je štiepkocementová absorpčná doska. Vyrába sa zo zmesi drevitej štiepky, cementu a vodného skla. Svojimi vlastnosťami zaručuje odolnosť proti vode, soli, námraze, rozpadávaniu a mechanickému poškodeniu. Štiepkocementové dosky majú častice drevitej štiepky nepravidelného tvaru a vďaka tomu vysokú otvorenú pórovitosť a veľký aktívny povrch. Akusticky účinná plocha absorpčnej dosky je profilovaná do piatich rôznych tvarov (rovné, mierne zvlnené, vlnité, vaflové a lichobežníkové) (obr. 3). Dosky sa vyrábajú v základnom rozmere 2 000 × 500 mm.

Rám protihlukového panelu tvorí drevená konštrukcia. Montuje sa z drevených hranolov 120 × 80 mm a dosiek 100 × 30 mm, tlakovo impregnovaných proti hnilobe a plesniam tekutou impregnačnou soľou Wolmanit CX-10 bez obsahu chrómu na báze organických zlúčenín medi a bóru (obr. 4). Nosný rám sa spája pozinkovanými skrutkami a klincami.

Protihlukové panely spĺňajú požiadavky prílohy A STN EN 1794-2: 2003 (Zariadenia na zníženie hluku z cestnej dopravy. Neakustické vlastnosti. Časť 2: Všeobecná bezpečnosť a požiadavky týkajúce sa životného prostredia) na odolnosť proti požiaru (obr. 5). Sú zaradené do triedy 3 (dochádza len k zmene farby). Štiepkocementové dosky sú nehorľavé (kategória A2).

Panely neobsahujú žiadnu výplň (minerálnu vlnu, fóliu a podobne), a preto nie sú náchylné na vlhnutie výplne a následnú akustickú degradáciu v priebehu životnosti. Panely bez výplne majú nízku hmotnosť, od 64 do 121 kg/m² podľa typu použitej absorpčnej dosky a systému. S tým súvisí jednoduchá manipulácia a doprava.

Výhodou štiepkocementových panelov je ich rozmerová flexibilita. Panely možno podľa potreby rozmerovo prispôsobiť bez ďalších vedľajších nákladov. Maximálny rozmer jedného panelu je 5 000 × 2 500 mm. Protihlukové steny možno navrhnúť s výškou až do 10 m. Panely umiestnené nad sebou sa montujú s presahom jednotlivých absorpčných dosiek. Pri výrobe sa kombinujú rôzne materiály (hliník, plexisklo a podobne) (obr. 6). Na zníženie efektívnej výšky protihlukových stien sa vyrábajú zahnuté panely (obr. 7).

Výhody protihlukového systému
Protihlukový systém zo štiepkocementových dosiek v sebe zahŕňa viaceré výhody:

• v situáciách, keď je nevyhnutný okamžitý zásah záchranných zložiek (príjazd hasičov, polície alebo záchrannej služby), možno štiepkocementové panely jednoducho prerezať motorovou pílou a vytvoriť v nich núdzové prístupové, respektíve únikové cesty (obr. 8 a 9);
• protihlukové steny možno realizovať tak, aby prispievali k bezpečnosti premávky. Jednoduchým rozčlenením protihlukovej steny grafickými prvkami sa stimuluje pozornosť vodičov (obr. 10);
• trvalou súčasťou panelu je tesnenie, po montáži sa už nič dodatočne neutesňuje;
• presah absorbčných dosiek na sokli a zakrytie oceľového stĺpika umožňuje priebežné usporiadanie bez rozčlenenia steny, vrátane začiatku a konca protihlukovej steny, čím sa výrazne zlepšujú akustické vlastnosti celej steny;
• v ponuke sú rôzne farebné grafické návrhy protihlukových stien:

1. bez povrchovej úpravy (prírodná sivá),
2. dosky farbené pri výrobe (pigmenty v červenej, okrovej, zelenej a čiernej farbe),
3. nástrek PHS akrylátovými farbami (odtiene RAL alebo NCS);

• vzhľadom na to, že štiepkocementové materiály sú vo svojej podstate veľmi pórovité, nie sú vyhľadávaným cieľom útokov sprejerov, pretože majú veľkú spotrebu farby a výsledok nie je príliš viditeľný;
• štiepkocementové dosky sa montujú na drevené rámy samostatne, a preto je ich prípadná oprava veľmi jednoduchá – stačí vymeniť len poškodené dosky, netreba meniť celý panel;
• štiepkocementové dosky možno opakovane (vo forme recyklátu) použiť na výrobu nových dosiek;
• recyklovať možno aj drevený rám ako nezaťažené použité drevo.

Tab. 3 Porovnanie protihlukových systémov

Varianty protihlukových stien
Protihlukové steny zo štiepkocemnetových dosiek sa montujú v troch základných variantoch:

• ako pohltivý plotový systém pozostávajúci z protihlukových dosiek vhodných aj na montáž svojpomocou s vysokou schopnosťou absorpcie hluku,
• ako vysokopohltivý systém protihlukových panelov s vysokou vzduchovou nepriezvučnosťou (DLR > 25 dB) a pohltivosťou hluku (DLα = 13 dB), ktoré sa vyrábajú na mieru vo výrobnom závode a na miesto zabudovania sa osádzajú pomocou žeriava;
• ako protihlukový obklad. Protihlukové dosky sa montujú na existujúcu nosnú konštrukciu zväčša betónových stien tunelov, oporných múrov a podobne s cieľom pohltiť hluk.

Obr. 8, 9 Jednoduchý prístup záchranných zložiek cez protihlukovú stenu

Obr. 10 Rozčlenením protihlukovej steny grafickými prvkami sa stimuluje pozornosť vodičov – protihluková stena Ožďany	Obr. 11 Absorpčný plotový systém

Montáž systémov
Protihlukový plotový systém (obr. 11) sa montuje tak, že na betónový nadzákladový pás, panel alebo časť plotu sa na pripravený drevený alebo oceľový rošt montujú protihlukové dosky. Nakoniec sa na hotový plot osadí horný uzatvárací prvok.

Montáž vysokopohltivého systému protihlukových panelov sa skladá z dvoch etáp:

• montáže protihlukových panelov vo výrobnom závode,
• montáže panelov do protihlukovej steny priamo na stavenisku.

Pri montáži protihlukových panelov vo výrobnom závode sa na impregnovaný drevený rám ukotvia impregnované dosky, ktoré spolu s rámom vytvoria tuhý rošt panelu. Na túto konštrukciu sa potom klincami z nehrdzavejúcej ocele nastreľujú protihlukové dosky, ktoré tvoria plášť panelu. Takto zmontované panely sa prepravia na miesto určenia. Podľa požiadaviek projektu možno na zabezpečenie vysokej absorpcie alebo vytvorenie architektonického prvku použiť panely s obojstranne umiestnenými akustickými doskami. Požadovaná efektívna výška protihlukovej steny sa vytvára ukladaním panelov na seba.

Samotná montáž na mieste určenia je nenáročná. Pred samotnou montážou treba zhotoviť základové pätky, na ktoré sa osadia oceľové profily (HEA/HEB) alebo betónové stĺpiky, a nadzákladové múriky. Panely sú očíslované a osádzajú sa pomocou hydraulickej ruky alebo žeriavom do profilov postupne podľa montážneho plánu. V prípade poškodenia niektorej z dosiek tvoriacich panel protihlukovej steny možno chybnú dosku odmontovať a pomocou upínača nahradiť novou. Priamo na mieste alebo ešte vo výrobnom závode sa realizuje nový nástrek dosiek.

Obklad protihlukovými doskami sa používa na stlmenie hluku v tuneloch alebo pod mostami (obr. 12). Tie sa zavesia na betónové steny pomocou fasádneho kotviaceho systému SPIDI Max, ktorý sa k betónovým stenám upevňuje SPIDI kotvami. Tento systém umožňuje odsadiť protihlukové dosky od betónovej steny a vyrovnať jej nerovnosti. Samotné dosky sa kotvia na vodorovne umiestnené nosníky kotviaceho systému vyrobené z vysokopevnostného hliníka, z čoho vyplýva ich vysoká odolnosť proti poveternostným vplyvom a trvanlivosť. Po montáži protihlukového obkladu možno realizovať nástrek rovnakým spôsobom ako pri protihlukových stenách.

Záver
Protihlukové systémy na báze štiepkocementových materiálov vytvárajú optimálnu ochranu proti hluku. Prispievajú tak značnou mierou k zlepšeniu a skvalitneniu životného a pracovného prostredia v blízkosti dopravného a komunálneho hluku, respektíve v hlučných prevádzkach.

TEXT: Ing. Josef Volek, Ing. Peter Turan
OBRÁZKY a FOTO: VELOX-WERK

Ing. Josef Volek je vedúcim predaja protihlukových opatrení firmy VELOX-WERK s. r. o.

Ing. Peter Turan je manažérom predaja pre SR firmy VELOX-WERK s. r. o.

Recenzoval prof. Ing. Peter Tomašovič, PhD., ktorý pôsobí na Katedre konštrukcií a pozemných stavieb Stavebnej fakulty STU v Bratislave.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.