Zvýšenie akustickej ochrany sadrokartónovou doskou

Efektívna ochrana proti hluku v budove sa stáva čoraz dôležitejšou témou pre architektov a projektantov. Život v meste býva rušný, centrá sú plné ľudí, dopravy, hluku. Nielen vonkajší hluk, ale aj vnútorné zdroje zvuku v budove pôsobia rušivo. Trvalý hluk môže dokonca spôsobiť závažné zdravotné problémy. Komfort bývania a práce tak nezaručuje len tepelná pohoda, ale aj ticho v priestore.

Na kvalitu užívania budov majú veľký vplyv zvukovoizolačné vlastnosti konštrukcií. Obvodové plášte stavieb, ktoré vyhovujú tepelným požiadavkám budov, vo väčšine prípadov spĺňajú zároveň aj požiadavky na ochranu pred hlukom. Výnimku tvoria miesta so zvýšenou potrebou ochrany a deliace konštrukcie vnútri budovy.

Vnímanie intenzity zvuku je subjektívne, závisí od veku, fyziologického stavu a psychického rozpoloženia danej osoby a jej senzibility. Zvuk, ktorý je podľa noriem prípustný a nie je škodlivý, môže byť pre citlivého jedinca veľmi nepríjemný a v niektorých prípadoch dokonca zdraviu škodlivý. Zvýšené požiadavky na protihlukovú ochranu treba začleniť do projektu a následne je nevyhnutné zaistiť, aby boli v praxi spoľahlivo splnené. Správnym návrhom a realizáciou možno dosiahnuť oboje. V priestoroch budovy možno vďaka súčasným stavebným materiálom hluk z vedľajších miestností natoľko stlmiť, že sa nebude vnímať ako rušivý. Na akustickú pohodu bývania a kvalitu užívania budov majú vplyv nielen zvukovoizolačné vlastnosti konštrukcií, ale aj konštrukčné riešenia spojov a detailov.

Vnem zvuku
Pretože zvuk je forma energie prenášaná vibráciou materiálu, má táto vibračná energia dve veličiny – frekvenciu a intenzitu. Zvuk ľudské ucho vníma približne v rozsahu počuteľných kmitočtov od 16 do 16 000 Hz a v rozsahu intenzity zvuku medzi prahom počutia asi 10–12 W/m² a prahom bolesti asi 10 W/m². Každý kmitočet je vnímaný s rôznou citlivosťou. Napríklad prah počutia sa líši v závislosti od frekvencie. Najcitlivejšie sa vníma frekvencia 1 000 Hz, ktorá zodpovedá frekvencii ľudskej reči. Hladina zvuku L (dB) v praxi udáva mieru hluku a je odvodená z pomeru intenzity hluku a prahu počutia.

Prenos zvuku, nepriezvučnosť stavebnej konštrukcie, krokový hluk
K základným akustickým charakteristikám deliacich konštrukcií patrí vzduchová nepriezvučnosť. Stavebné konštrukcie z jednej strany prijímajú zvukové vlny a na druhej strane ich vyžarujú. Základnou akustickou charakteristikou deliacich konštrukcií je vzduchová nepriezvučnosť. Je to schopnosť konštrukcie tlmiť zvukové vlny prijímané zo vzduchu. Zákonitosti vzduchovej nepriezvučnosti pri horizontálnych a vertikálnych konštrukciách sú rovnaké. Stavebný materiál má rozdielnu schopnosť tlmiť zvuk pri rôznych frekvenciách.

Index vzduchovej nepriezvučnosti Rw je jednočíselná hodnota, udáva nepriezvučnosť konštrukcie pri frekvencii 500 Hz a je odvodená z výpočtu priebehu neprie­zvučností v závislosti od jednotlivých frekvencií v rozsahu od 100 do 3 150 Hz. Každý materiál v skladbe steny má iné akustické vlastnosti a rozdielne sú aj schopnosti tlmiť zvuk v rozdielnych frekvenciách. Vhodná kombinácia materiálov tak zvyšuje celkovú nepriezvučnosť konštrukcie. Index vzduchovej nepriezvučnosti Rw (dB) sa v praxi používa ako hlavný ukazovateľ akustických vlastností konštrukcií a v technických normách sa pre ne udávajú minimálne požiadavky. Meranie nepriezvučnosti v reálnych podmienkach na konkrétnej stavbe spravidla vykazuje zhoršenie o 3 až 8 dB oproti výpočtovej hodnote. Je to zapríčinené bočnými prenosmi zvuku, ku ktorým dochádza najmä v miestach zvukových mostov, v spojoch zvislých konštrukcií s horizontálnymi, ako aj prenosom priľahlou konštrukciou. Nepriezvučnosť meraná v reálnych podmienkach sa nazýva stavebná a označuje sa R´w.

Stropné konštrukcie okrem vzduchovej nepriezvučnosti charakterizuje hladina krokového hluku L (dB). Krokový hluk vzniká mechanickými údermi na podlahe, napríklad chôdzou alebo posúvaním nábytku; tieto impulzy konštrukcia prenáša a v nižšom podlaží sú z nej vyžarované ako zvuk.

Čím lepšie konštrukcia izoluje krokový hluk, tím nižšia je jeho hodnota. Maximálne prípustné hodnoty hladiny krokového hluku definuje norma STN 73 0532-02: 2000 Akustika. Hodnotenie zvukovoizolačných vlastností budov a stavebných konštrukcií. Požiadavky. Ovplyvňujú ju najmä pružnosť a tuhosť použitých materiálov, kombinácia vrstiev a ich vzájomné spojenie.

Akustická sadrokartónová doska
Na realizáciu vnútorných i medzibytových priečok, podhľadov a predstien v interiéri (obr. 1 a 2), ktoré majú spĺňať požiadavky zvýšenej akustickej ochrany, možno použiť aj akustickú sadrokartónovú dosku. Ide o sadrokartónovú dosku s vhodne zvolenou hustotou jadra, ktorú tvorí upravená sadrová kryštalická štruktúra so špecifickými tlmiacimi vlastnosťami. Okrem akustických vlastností spĺňa požiadavky na odolnosť proti požiaru. Ďalšou výhodou je malá zastavaná plocha a nízka hmotnosť, čo znamená nižšie statické zaťaženie stavby. Povrch konštrukcií je teplý, hladký a zdravotne vyhovujúci. Rovnako ako pri klasických sadrokartónových konštrukciách je prednosťou rýchlosť výstavby suchou cestou. Požiadavky na zvukovú izoláciu vnútri bytu možno splniť jednovrstvovo opláštenou sadrokartónovou priečkou.

Montáž akustickej sadrokartónovej konštrukcie
Montáž akustických konštrukcií sa nelíši od klasickej montáže sadrokartónových konštrukcií. Netreba meniť náradie, príslušenstvo ani skrutky. Rovnako sa nemenia pracovné postupy. Akustické sadrokartónové dosky sa vyrábajú v hrúbke 12,5 mm a vo dvoch šírkach – 1 200 a 1 250 mm a dvoch dĺžkach – 2 000 alebo 2 750 mm. Po obvode konštrukcie treba profily podkonštrukcie podlepiť pripojovacím tesnením a rozpätie profilov podkonštrukcie nesmie byť menšie ako 50 cm. Pri menších vzdialenostiach možno predpokladať čiastočné zníženie akustických vlastností konštrukcie.

Akustické mosty a bočné prenosy zvuku
Aby sa dodržali deklarované hodnoty nepriezvučnosti, treba sa pri realizácii konštrukcií vyhnúť akustickým mostom. Tie vznikajú v miestach otvorov, priestupov, ale tiež v miestach spojov jednotlivých konštrukcií a v chybnom umiestnení výplňovej izolácie, ktorá musí byť vložená celoplošne. Popri prestupe priamo cez konštrukciu sa zvuk prenáša aj bočnými cestami (priľahlými konštrukciami), preto by sa deliace konštrukcie mali odizolovať od okolitých stien, stropov a podláh a ich nosné profily treba pružne podkladať. Rovnako sa môže prenášať krokový zvuk zo schodiska do stropnej konštrukcie. Akustické mosty môžu vznikať aj ako dôsledok zlého spojenia jednotlivých vrstiev konštrukcie, nesprávnej realizácie priebežného opláštenia či absencie pružného napojenia podkonštrukcie. Pri podhľadoch a predsadených stenách je nevyhnutné použiť pružné závesy a strmene.

Na zníženie vplyvu prestupu zvuku sa odporúča konštrukcie v mieste napojenia prerušiť alebo vynechať vrstvu plávajúceho poteru podlahy (obr. 3). Podobne sa pri napojení na montovanú bočnú stenu odporúča prerušiť priebežné dosky opláštenia bočnej steny (obr. 4). Pri spájaní priečok a podhľadov, prípadne priečok navzájom treba zvoliť vhodné riešenie detailov. Vedľajšie cesty prenosu zvuku vznikajú aj v miestach priestupov (napríklad vykurovanie), pri netesnostiach technických rozvodov sietí a v škárach v konštrukcii (napríklad pri komíne). Je preto nevyhnutné počet priestupov minimalizovať a vhodne riešiť ich utesnenie.

Obr. 3 Napojenie priečky
_{a) na čistú podlahu, b) na hrubú podlahu, c) pri prerušení plávajúcej podlahy
1 – akustická sadrokartónová doska, 2.1 – profil CW, 2.2 – profil UW, 3 – minerálna izolácia, 4.1 – rýchloskrutky Rigips 212/25 TN, 5 – tmel, 6 – kotvenie, 7 – napojovacie tesnenie, 8 – obvodový pásik}

Obr. 4 Príklad detailu odbočenia priečky
_{a) odbočenie pomocou profilov CW s vynechaným opláštením, b) odbočenie pomocou profilov CW s prerušeným opláštením, c) odbočenie pomocou profilov CW bez prerušenia opláštenia
1 – akustická sadrokartónová doska, 2.1 – profil CW, 2.2 – profil UW, 3 – minerálna izolácia, 4.1 – rýchloskrutky Rigips 212/25 TN, 4.2 – rýchloskrutky Rigips 212/35 TN, 5 – tmel, 5.1 – natmelená výstužná páska, 7 – napojovacie tesnenie}

Akustické vlastnosti konštrukcie najviac ovplyvňujú materiálové parametre ako objemová hmotnosť, rýchlosť šírenia zvuku a stratový súčiniteľ. Klasickým prístupom k riešeniu vzduchovej nepriezvučnosti je postaviť zvuku do cesty hmotnú konštrukciu. Ak vnútornú deliacu konštrukciu tvorí jedna vrstva, napríklad tehlový blok alebo betónový panel, nepriezvučnosť závisí od objemovej hmotnosti materiálu. Homogénne konštrukcie kmitajú ako celok a čím sú hmotnejšie, tým je ich nepriezvučnosť lepšia. Na dosiahnutie požadovaných zvukovoizolačných vlastností vnútorných priečok je výhodnejšie namiesto zvyšovania plošnej hmotnosti použiť ľahké dvojité konštrukcie. Konštrukcie tvorené z viacerých vrstiev mávajú nižšiu plošnú hmotnosť.

Každá takáto konštrukcia sa skladá z nosného systému (dreveného alebo kovového profilu) a opláštenia z ľahkých dosiek s plošnou hmotnosťou nižšou ako 40 kg/m². Opláštenie môže byť jednoduché alebo dvojité. Oba plášte sa vzájomne odizolujú pružnou vrstvou, a to najlepšie vzduchovou medzerou, čiastočne alebo celkom vyplnenou pružnou izoláciou. Nepriezvučnosť ľahkých priečok ovplyvňuje rad faktorov. S vyššou plošnou hmotnosťou dosky rastie aj jej nepriezvučnosť. Plošnú hmotnosť pri ľahkých doskách možno zvýšiť použitím dosiek s väčšej hrúbkou či s väčšou hmotnosťou, ako sú napríklad požiarne dosky, alebo zložením plášťa z dvoch, prípadne viacerých vrstiev ľahkých dosiek. Ak je však čiastková doska pri ohybe tvrdá a má vysokú plošnú hmotnosť (napríklad nesprávne navrhnutý typ dosky), zhoršujú sa tlmiace účinky tejto vrstvy silným rozkmitaním dosky. Rezonančný efekt možno odstrániť alebo utlmiť asymetrickou realizáciou opláštenia konštrukcie, napríklad použitím dosiek s rozličnou hrúbkou na plášťoch priečky alebo zdvojením dosiek na jednej strane. Dvojité opláštenie je z hľadiska útlmu zvuku účinnejšie ako jednoduché opláštenie v rovnakej hrúbke. Najväčší útlm sa dosiahne, ak sa čiastkové vrstvy vzájomne neprepoja.

Medzi dvoma vrstvami dosiek pôsobí ako tlmiaca pružina vzduchová medzera. So zväčšujúcou sa hrúbkou sa zlepšujú aj akustické vlastnosti konštrukcie a schopnosť konštrukcie pohlcovať zvuk sa posúva k nižším kmitočtom. Tlmiaci účinok vo vzduchovej medzere možno zvýšiť izolačným materiálom. Vlákna izolácie rozbíjajú zvukové vlny, a tak znižujú zvukovú energiu. Čím je dynamická tuhosť nižšia, tým je materiál pružnejší a lepšie tlmí zvuk. Preto sú do vzduchových dutín vhodné materiály na báze minerálnych – čadičových alebo sklených vláken, a nie materiály s uzavretým povrchom a vysokou dynamickou tuhosťou.
Výhodou konštrukcií suchej stavby (konštrukcie zo  sadrokartónových či sadrovláknitých dosiek) je využitie princípu kmitajúcich membrán s pohlcujúcou vrstvou, vloženou do medzery medzi nimi. Takéto konštrukcie vytvoria rovnakú nepriezvučnosť ako konštrukcie masívne, ale pri násobne menšej hmotnosti.

Nepriezvučnosť nevyhovujúcich pôvodných deliacich konštrukcií možno zvýšiť konštrukciami ľahkých predstien. Napríklad postavením predsteny, opláštenej dvojnásobne sadrokartónovými akustickými doskami, možno zlepšiť nepriezvučnosť pôvodnej omietnutej steny z pórobetónu s hrúbkou 80 mm o 28 dB a omietnutej steny z plných tehál s hrúbkou 150 mm o 11dB.

TEXT: Ing. Zuzana Fričová
FOTO: Saint-Gobain Construction Products, s. r. o., divízia Rigips

Ing. Zuzana Fričová je doktorandkou na Katedre nábytku a drevárskych výrobkov Drevárskej fakulty Technickej univerzity vo Zvolene.

Recenzoval prof. Ing. Jozef Štefko, odborník na drevené stavebné konštrukcie a stavebnú fyziku budov. Prednáša a koordinuje výskumnú činnosť v uvedených oblastiach na Technickej univerzite vo Zvolene.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály.