Akustyka żelbetu – właściwości izolacyjne ścian żelbetowych

„Akustyka żelbetu” – o co chodzi?

Potocznie mówi się o „akustyce żelbetu” w kontekście jego zdolności do izolowania dźwięków – zarówno tych pochodzących z otoczenia zewnętrznego (np. ruch uliczny), jak i wewnętrznego (np. rozmowy, muzyka, odgłosy kroków).

W praktyce to jednak izolacyjność akustyczna ścian żelbetowych, czyli ich skuteczność w tłumieniu dźwięków powietrznych i uderzeniowych jest przedmiotem naszych rozważań.

Dzięki dużej masie i sztywności, żelbet ma wysoki potencjał izolacyjny, ale jego właściwości akustyczne nie są niezmienne – zależą od wielu zmiennych: grubości przegrody, rodzaju betonu, obecności mostków akustycznych czy jakości wykonania.

Czym w ogóle jest akustyka w budynkach?

Akustyka w architekturze i budownictwie to nauka zajmująca się kontrolowaniem rozchodzenia się dźwięku w przestrzeniach zamkniętych i pomiędzy nimi. Wyróżniamy trzy główne zagadnienia:

• Izolacyjność akustyczna – zdolność elementów budynku (ścian, stropów) do blokowania przenikania dźwięków z zewnątrz lub z innych pomieszczeń.

• Akustyka wnętrz (pochłanianie dźwięku) – sposób, w jaki materiały wykończeniowe wpływają na pogłos i jakość dźwięku wewnątrz pomieszczenia.

• Akustyka strukturalna – dotyczy drgań i dźwięków uderzeniowych przenoszonych przez elementy konstrukcyjne (np. stropy, belki).

W kontekście ścian żelbetowych najważniejszym aspektem jest izolacyjność od dźwięków powietrznych i – w mniejszym stopniu – uderzeniowych.

Właściwości akustyczne ścian żelbetowych

Ściany żelbetowe są zaliczane do najcięższych i najmasywniejszych przegród budowlanych, co według prawa masy przekłada się na ich wysoką zdolność do tłumienia dźwięków. Przykładowo, ściana żelbetowa o grubości 12 cm może osiągnąć izolacyjność akustyczną rzędu Rw = 53 dB. W praktyce, przy grubszych lub bardziej zagęszczonych konstrukcjach (np. 18–20 cm grubości), Rw może wynosić nawet 60–64 dB.

Jednak sama masa to nie wszystko. W rzeczywistych warunkach na skuteczność izolacyjną wpływa również:

• jakość wykonania (np. szczelność),

• obecność mostków akustycznych (np. instalacyjnych),

• sposób połączenia ścian z innymi elementami (np. stropami).

Nawet niewielkie niedoskonałości mogą obniżyć deklarowaną izolacyjność nawet o kilka decybeli.

Jak wylicza się wskaźnik Rw?

Rw (Weighted Sound Reduction Index) to uśredniony wskaźnik izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych. Jest obliczany na podstawie pomiarów w zakresie częstotliwości od 100 do 3150 Hz. Proces wygląda następująco:

1. W warunkach laboratoryjnych (lub polowych) mierzy się, ile energii dźwięku przedostaje się przez badaną przegrodę przy różnych częstotliwościach.

2. Powstaje charakterystyka tłumienia dla badanego elementu (tzw. krzywa transmisji).

3. Wartości te porównuje się z tzw. krzywą referencyjną zgodnie z normą ISO 717-1.

4. Rw to liczba dB, o jaką należy przesunąć tę krzywą referencyjną, aby jak najlepiej dopasować ją do rzeczywistych pomiarów.

Wskaźnik Rw nie uwzględnia jednak specyfiki niskich częstotliwości, dlatego w praktyce stosuje się także:

• C – korekta dla hałasu o widmie „mowy” (np. rozmowy),

• Ctr – korekta dla hałasu o widmie „ruchu ulicznego” (niska częstotliwość, np. samochody, basy).

Przykład:
Rw = 56 dB, C = -1 dB, Ctr = -5 dB
Oznacza to, że ściana ma izolacyjność:

• 55 dB dla typowego hałasu mowy,

• 51 dB dla hałasu drogowego.

Porównanie właściwości akustycznych popularnych materiałów ściennych

Co wpływa na izolacyjność akustyczną ścian?

Izolacyjność akustyczna nie jest cechą stałą danego materiału, lecz wynikiem wielu czynników projektowych i wykonawczych:

• Masa powierzchniowa – im większa masa (kg/m²), tym lepsza izolacyjność (prawo masy).

• Szczelność przegrody – nieszczelności mogą znacznie obniżyć izolacyjność.

• Sposób łączenia elementów – twarde połączenia mogą powodować zjawisko przenoszenia bocznego.

• Warstwy dodatkowe – np. okładziny z płyt g-k, warstwy wełny mineralnej, maty akustyczne.

• Unikanie mostków akustycznych – m.in. otworów instalacyjnych, przewierceń.

Komfort akustyczny w domu

Z punktu widzenia użytkownika, izolacyjność ścian przekłada się na komfort akustyczny – czyli subiektywny odbiór dźwięków w pomieszczeniu. Hałas (zarówno z zewnątrz, jak i sąsiednich lokali) wpływa negatywnie na koncentrację, sen i zdrowie psychiczne. Badania wskazują, że hałas powyżej 40–50 dB w nocy może prowadzić do bezsenności, drażliwości i wzrostu poziomu stresu. Dlatego jakość izolacji akustycznej powinna być uwzględniana już na etapie projektu, zwłaszcza w budownictwie mieszkaniowym i hotelowym.

To warto zapamiętać

Żelbet dzięki swojej masie i sztywności zapewnia bardzo dobrą izolacyjność akustyczną ścian, osiągając Rw nawet na poziomie 60 dB. Jednak skuteczność akustyczna ściany zależy nie tylko od materiału, ale też od jakości wykonania, unikania mostków akustycznych oraz sposobu łączenia z innymi elementami. Porównując żelbet z innymi materiałami, wypada on bardzo korzystnie, ale nie jest wolny od ograniczeń – w szczególności w kontekście niskich częstotliwości i hałasu uderzeniowego.

Projektowanie przegród pod kątem akustyki wymaga znajomości zjawisk fizycznych, norm budowlanych i praktyki wykonawczej – i to właśnie na tym styku teorii i praktyki rozgrywa się prawdziwa „akustyka żelbetu”.