Izolacyjność akustyczna fasad – jak wykonuje się pomiary?

Hałas komunikacyjny, kolejowy, lotniczy czy przemysłowy może w istotny sposób wpływać na komfort osób przebywających w budynkach. Jednym z podstawowych parametrów określających ochronę wnętrza przed dźwiękami pochodzącymi z zewnątrz jest izolacyjność akustyczna fasad.

Pomiary izolacyjności fasad pozwalają ocenić rzeczywistą skuteczność przegród zewnętrznych już po ich wykonaniu. Uwzględniają przy tym nie tylko właściwości samej ściany, ale również okien, drzwi, nawiewników, elementów wentylacyjnych oraz sposobu ich montażu.

Czym jest izolacyjność akustyczna fasady?

Izolacyjność akustyczna fasady określa zdolność zewnętrznej przegrody budynku do ograniczania przenikania hałasu ze środowiska zewnętrznego do pomieszczeń.

Fasady nie należy przy tym utożsamiać wyłącznie ze ścianą zewnętrzną. Na jej właściwości akustyczne wpływają wszystkie elementy oddzielające wnętrze budynku od otoczenia, m.in.:

• ściany zewnętrzne,
• okna i przeszklenia,
• drzwi,
• nawiewniki i otwory wentylacyjne,
• połączenia pomiędzy poszczególnymi elementami,
• jakość wykonania i uszczelnienia.

W praktyce o izolacyjności całej fasady często decyduje jej najsłabszy element. Zastosowanie ściany o bardzo wysokiej izolacyjności nie zagwarantuje więc dobrego wyniku, jeżeli znacznie więcej energii akustycznej przedostaje się przez okna, nawiewniki lub nieszczelności montażowe.

Dlaczego pomiary izolacyjności fasad są ważne?

Odpowiednia ochrona przed hałasem zewnętrznym ma znaczenie zarówno w budynkach mieszkalnych, jak i obiektach użyteczności publicznej czy komercyjnych.

Pomiary izolacyjności fasad wykonuje się m.in. w:

• budynkach mieszkalnych,
• hotelach,
• szkołach i uczelniach,
• szpitalach i innych obiektach ochrony zdrowia,
• budynkach biurowych,
• obiektach zlokalizowanych w pobliżu dróg, linii kolejowych, lotnisk oraz zakładów przemysłowych.

Pozwalają one zweryfikować, czy wykonana przegroda zapewnia zakładaną ochronę przed hałasem oraz czy jej rzeczywiste parametry odpowiadają wymaganiom projektowym lub normowym.

Jak dźwięk przenika przez fasadę?

Fala dźwiękowa docierająca do budynku powoduje pobudzenie jego elementów konstrukcyjnych. Część energii zostaje odbita, natomiast część jest przekazywana przez przegrodę i ponownie wypromieniowywana jako dźwięk po jej wewnętrznej stronie.

Na stopień przenikania dźwięku wpływają m.in. rodzaj i masa materiałów, konstrukcja fasady, parametry przeszklenia, szczelność połączeń, sposób montażu oraz częstotliwość dźwięku.

Dlatego dwie fasady mogą zachowywać się zupełnie inaczej, nawet jeżeli zastosowano w nich podobne materiały.

Jak wykonuje się pomiar izolacyjności akustycznej fasady?

W uproszczeniu pomiar polega na porównaniu poziomu dźwięku na zewnątrz budynku z poziomem zarejestrowanym wewnątrz badanego pomieszczenia.

Źródłem dźwięku może być rzeczywisty hałas środowiskowy, np. ruch drogowy, lub specjalne źródło akustyczne ustawione przed badaną fasadą. Wybór metody zależy przede wszystkim od celu badania oraz warunków panujących w miejscu pomiaru.

Pomiar nie ogranicza się jednak do odczytania dwóch poziomów dźwięku. Do prawidłowego wyznaczenia parametrów izolacyjności potrzebne są również dodatkowe informacje, przede wszystkim dotyczące:

• poziomu dźwięku na zewnątrz,
• poziomu dźwięku w pomieszczeniu odbiorczym,
• poziomu tła akustycznego,
• czasu pogłosu pomieszczenia,
• wyników w poszczególnych pasmach częstotliwości.

Głośnik fasadowy jako źródło dźwięku

W pomiarach izolacyjności akustycznej fasad, zamiast korzystać z przypadkowego hałasu środowiskowego, można zastosować dedykowany głośnik fasadowy Nor225A, który pozwala wytworzyć kontrolowany sygnał akustyczny po zewnętrznej stronie budynku.

Takie rozwiązanie jest szczególnie przydatne wtedy, gdy naturalny hałas – np. ruch drogowy – jest zbyt niski, niestabilny lub nie zapewnia odpowiedniego poziomu w całym wymaganym zakresie częstotliwości. Zastosowanie własnego źródła pozwala uzyskać bardziej powtarzalne warunki pomiarowe i lepiej kontrolować przebieg badania.

Głośnik ustawia się przed badaną fasadą zgodnie z wymaganiami stosowanej metody pomiarowej, a następnie generowany jest odpowiedni sygnał, najczęściej szum szerokopasmowy. Poziom dźwięku mierzony jest jednocześnie lub kolejno po stronie zewnętrznej oraz wewnątrz badanego pomieszczenia.

W naszej ofercie dostępny jest również głośnik fasadowy przeznaczony do pomiarów akustyki budowlanej, który może stanowić element kompletnego zestawu pomiarowego wraz z analizatorem klasy 1, wzmacniaczem i oprogramowaniem do opracowania wyników.

Dzięki wykorzystaniu kontrolowanego źródła dźwięku cały zestaw może być stosowany do profesjonalnych pomiarów izolacyjności akustycznej fasad zgodnie z wymaganiami PN-EN ISO 16283-3.

Dlaczego mierzymy w pasmach częstotliwości?

Izolacyjność akustyczna przegrody nie jest jednakowa dla wszystkich częstotliwości.

Okna, ściany, nawiewniki czy drzwi mogą skutecznie tłumić dźwięk w jednym zakresie, a znacznie gorzej w innym. Szczególnie wymagający może być zakres niskich częstotliwości. W przypadku niektórych konstrukcji, np. systemów przeszkleń, mogą również pojawiać się charakterystyczne zakresy częstotliwości, dla których izolacyjność wyraźnie się pogarsza.

Z tego względu pomiary prowadzone są w pasmach oktawowych lub tercjowych. Pozwala to uzyskać charakterystykę izolacyjności w funkcji częstotliwości i wykryć problemy, których nie byłoby widać przy analizie wyłącznie jednej szerokopasmowej wartości poziomu dźwięku.

Znaczenie czasu pogłosu

Poziom dźwięku zmierzony wewnątrz pomieszczenia zależy nie tylko od ilości energii przechodzącej przez fasadę. Wpływają na niego również właściwości akustyczne samego pomieszczenia.

Pomieszczenie z dużą ilością materiałów pochłaniających dźwięk może dać inny wynik pomiaru poziomu ciśnienia akustycznego niż pomieszczenie o długim czasie pogłosu, mimo identycznej przegrody zewnętrznej.

Dlatego podczas oceny izolacyjności wyniki normalizuje się z uwzględnieniem czasu pogłosu pomieszczenia odbiorczego. Dzięki temu wynik w większym stopniu opisuje właściwości samej fasady, a nie przypadkowe warunki akustyczne we wnętrzu.

A co z hałasem tła?

Kolejnym istotnym elementem jest pomiar tła akustycznego.

Jeżeli poziom dźwięku przechodzącego przez badaną fasadę jest niski, dźwięki występujące wewnątrz budynku mogą zacząć mieć istotny udział w wyniku pomiaru. Mogą to być np. instalacje techniczne, wentylacja, urządzenia elektryczne czy inne źródła niezwiązane z badanym sygnałem.

W takich przypadkach konieczne jest uwzględnienie odpowiedniej korekcji. W przeciwnym razie otrzymany wynik nie będzie poprawnie reprezentował energii akustycznej przenikającej przez fasadę.

Jakie normy stosuje się do pomiarów izolacyjności fasad?

Podstawową normą dotyczącą terenowych pomiarów izolacyjności akustycznej fasad jest PN-EN ISO 16283-3 – Akustyka – Terenowe pomiary izolacyjności akustycznej w budynkach i izolacyjności akustycznej elementów budowlanych – Część 3: Izolacyjność akustyczna ściany zewnętrznej.

Norma określa m.in. sposób prowadzenia pomiarów, rozmieszczenie pozycji mikrofonowych, warunki wykonywania badań oraz sposób postępowania z uzyskanymi wynikami.

Do wyznaczania jednoliczbowych wskaźników oceny stosowana jest natomiast seria ISO 717-1.

Sprzęt do pomiarów izolacyjności fasad

Pomiary izolacyjności akustycznej wymagają odpowiednio skonfigurowanego systemu pomiarowego. W praktyce potrzebne są przede wszystkim:

• analizator lub miernik poziomu dźwięku klasy 1,
• źródło dźwięku wraz ze wzmacniaczem – w przypadku pomiarów z wykorzystaniem sztucznego źródła,
• kalibrator akustyczny,
• wyposażenie umożliwiające pomiar czasu pogłosu,
• oprogramowanie do analizy oraz przygotowania raportu.

Jednym z rozwiązań przeznaczonych do takich zastosowań jest Norsonic Nor145. Miernik posiada dedykowane funkcje do akustyki budowlanej i obsługuje pomiary zgodne z serią EN ISO 16283, w tym pomiary izolacyjności fasad. Wyniki mogą być następnie analizowane i raportowane przy wykorzystaniu oprogramowania Nor850.

System umożliwia zebranie w ramach jednego projektu pomiarowego wyników poziomu dźwięku, tła akustycznego i czasu pogłosu oraz przeprowadzenie dalszych obliczeń wymaganych przy ocenie izolacyjności akustycznej.

Co właściwie pokazuje wynik pomiaru fasady?

Warto pamiętać o jednej bardzo istotnej kwestii: pomiar terenowy ocenia fasadę w takim stanie, w jakim została rzeczywiście wykonana.

Nie jest więc wyłącznie oceną parametrów katalogowych ściany czy okna. W wyniku uwzględnione zostają również wszystkie połączenia, uszczelnienia, nawiewniki, drzwi, sposób osadzenia stolarki i potencjalne nieszczelności.

To właśnie dlatego pomiary terenowe są tak przydatne podczas odbiorów budynków oraz diagnostyki problemów akustycznych. Pozwalają sprawdzić nie tylko, jakie parametry powinien mieć dany element według projektu, ale przede wszystkim jak cała fasada działa w rzeczywistych warunkach.

Podsumowanie

Pomiary izolacyjności akustycznej fasad pozwalają obiektywnie ocenić, w jakim stopniu budynek chroni użytkowników przed hałasem pochodzącym z zewnątrz. Wymagają przy tym znacznie więcej niż prostego porównania poziomu dźwięku po obu stronach przegrody.

Prawidłowa procedura obejmuje analizę w funkcji częstotliwości, kontrolę tła akustycznego oraz pomiar czasu pogłosu w pomieszczeniu odbiorczym. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie wyniku, który rzeczywiście charakteryzuje właściwości akustyczne badanej fasady.

Systemy pomiarowe Norsonic, takie jak Nor145 w połączeniu z oprogramowaniem Nor850, pozwalają prowadzić kompletny proces pomiarowy zgodnie z wymaganiami stosowanymi w akustyce budowlanej – od rejestracji danych w terenie aż po ich analizę i przygotowanie raportu.