Épületakusztika

Az épületakusztika az épületekben keletkező és terjedő zajok szabályozásának tudománya.

Magába foglalja mind a hangszigetelés (léghang és lépéshang), mind a hangelnyelés területét, azaz az egyes terek közötti zajterjedés minimalizálása mellett feladata az adott tér zajszintjének szabályozása. Tervezéskor a legfontosabb szempont, hogy a szerelt szerkezet hogyan kapcsolódik az épület más szerkezeteihez.  Ha erre a kapcsolódásra nem fordítunk kellő figyelmet, a szerkezet teljesítménye akár le is nullázódhat.

A zaj definiálható nem kívánt hangként, ám az meglehetősen szubjektív lehet, és függ az egyén reakciójától. Ha a zaj zavaró mértéket ölt, kellemetlen közérzetet és a hatékonyság csökkenését eredményezi. Aki hosszabb ideig kénytelen zajos környezetben tartózkodni, annál rosszkedv és mentális kimerültség is felléphet. A társasházakban például a zajos szomszéd okozhatja a legtöbb kellemetlenséget. A nem kívánt zaj a munkahelyen is koncentráció kiesést, a kórházakban, szanatóriumokban a gyógyulás lassulását eredményezheti.
A zajjal szembeni legjobb védekezés, ha már a tervezés és az építés során gondoskodunk a hangok terjedésének szükségszerű korlátozásáról. Minden helyiségben megfelelő akusztikai környezetet kell kialakítani, emellett a hanggátlást is összhangba kell hozni az épület funkciójával. A használatbavétel utáni javítás jelentős költséggel és sok kellemetlenséggel jár.

Hanggátlás

A hanggátlás két, egymástól valamilyen épületszerkezettel elválasztott helyiség között átjutó zaj csillapítását jelenti. Az erre vonatkozó követelményeket az MSZ 15601-1:2007 szabvány taglalja.
Két helyiség között a hangenergia átjuthat közvetlenül az elválasztó szerkezeten át, vagy a csatlakozó szerkezeteken keresztül (kerülő úton). Az optimális hanggátlás érdekében a tervezéskor érdemes mindkettőt figyelembe venni. A két helyiség közötti elválasztó szerkezethez csatlakozó falak és födémek jelentik a kerülő hangok elsődleges útvonalát, ám kerülő hangutak ablakoknál, ajtóknál, gépészeti vezetékeknél stb. is kialakulhatnak.

A tervezés során nem elhagyható a kerülő hangutak figyelembe vétele. A csomópontokat úgy kell megtervezni, hogy kerülő hangutak lehetőleg egyáltalán ne alakuljanak ki, de legalább minimálisra csökkenjenek, különben az akusztikai teljesítmény jelentősen mérséklődhet. A Rigips rendszereket tartalmazó kiadványokban található hanggátlási értékek laboratóriumi mérések eredményei, amelyeket a kerülő hangutak miatt az építés helyszínén gyakorlatilag nem lehet elérni. Az épület részleteinek gondos megtervezésével azonban a kerülő hangutak hatása minimálisra csökkenthető, és elérhetővé válik a szükséges akusztikai kényelem.

Az akusztikai szempontból helyesen megtervezett épületszerkezet-csatlakozásokat a kivitelezés során pontosan a terv szerint kell megépíteni, kizárólag így érhető el a kívánt akusztikai teljesítmény. Ellenkező esetben az utólagos mérések kimutatják a rossz teljesítményt, a javítás azonban hatalmas költségekkel járhat. Meglévő hanggátlási probléma esetén nagyon fontos, hogy meg lehessen határozni az összetett szerkezet leggyengébb részét. A kisebb nyílások, rések, repedések is utat engednek a léghangoknak, így azok szintén csökkentik az adott szerkezet hangszigetelő képességét. Az optimális hanggátlás érdekében a szerkezetnek légzárónak kell lennie.

Akusztikai terhelés

Összetett szerkezetek hanggátlása

Az összetett szerkezetek különleges figyelmet érdemelnek. Gyakori hiba, hogy két helyiség közé nagy akusztikai teljesítményű szerkezetet terveznek, majd beleterveznek egy akusztikai szempontból gyengébb elemet, például ajtót.
Ha a két szerkezet léghangszigetelése közötti különbség viszonylag kicsi (7 dB-nél nem több), akkor a gyengébb szerkezetnek arányaiban igen nagy felületűnek kell lennie ahhoz, hogy jelentősen befolyásolja az összetett szerkezet teljesítményét. Ha azonban a két elem teljesítménye között nagy az eltérés, úgy az komoly hatással bír a végső hangszigetelésre.

Elkülönülés – privát szféra

Az akusztikai szempontból történő elkülönülést (privát szféra létrejöttét) alapvetően két tényező befolyásolja:

  • a két helyiséget elválasztó szerkezet hangszigetelő képessége,
  • a fogadó helyiségben jelenlévő környezeti zaj.

Az épületek tervezésekor hasznos eszköz lehet a környezeti zajszint figyelembe vétele, hiszen helyes tervezéssel a szomszédos helyiségekből beszűrődő zaj kiküszöbölhető, ami elengedhetetlen például egy orvosi rendelő és az ahhoz csatlakozó váróterem között.  A legegyszerűbb megoldás azonban mégis a szükséges hangszigetelési képességgel rendelkező szerkezet beépítése. Az alábbi táblázat útmutatót ad a különböző hangszigetelési szintek hatásáról.

A különböző hangszigetelési szintek hatásai

Helyiségen belüli zajszint

Tervezéskor az egyes helyiségeken belül elfogadható zajszintet is meg kell becsülni. Egy légtér zajszintjét az alábbi tényezők befolyásolják:

  • a külső zajszint,
  • a helyiséget körülvevő szerkezetekbe beépített hangszigetelés,
  • a helyiségen belüli hangelnyelő felületek mennyisége és típusa,
  • az épületgépészeti vezetékek és berendezések által keltett zaj.

Minden olyan esetben, ahol fontos a helyiségen belüli zajszint korlátozása, akusztikus tervezőt kell bevonni. A zajszint minden helyiségben valamilyen határok között számít elfogathatónak. A tervezőnek olyan szintet kell meghatároznia, amely az adott körülményekhez megfelelő. Ehhez számos módszer áll rendelkezésre. Ezen módszerek egyik a zajbecslés (Noise Rating, Norah).

A különböző típusú helyiségekbe ajánlott legnagyobb zajszinteket az alábbi táblázat tartalmazza:

Különböző típusú helyiségekbe ajánlott legnagyobb zajszintek

Hangelnyelés

A hangelnyelés azt jelenti, hogy valamilyen felülettel érintkezve a hangenergia csökken. Egy adott térben a megfelelő akusztikai környezet elérése érdekében hangelnyelő felületeket alkalmaznak. Az anyagválasztás az akusztikai hatékonyság, a megjelenés, a tartósság és a tűzvédelmi követelmény alapján dől el. Azzal, hogy a hangenergia egy részét hővé alakítják, a hangelnyelő anyagok a hangszigetelésbe is besegítenek, hiszen kevesebb zaj akar átjutni a szomszédos helyiségekbe. Ez a mennyiség azonban a hangszigetelő szerkezetek teljesítményéhez képest elenyésző. A hangelnyelés ezért sohasem helyettesítheti a hangszigetelést.

Utózengés

Az utózengés az adott helyiségben az eredeti hangforrás megszüntetése után megmaradó zaj. Az utózengés úgy jön létre, hogy zárt térben keltünk zajt, aminek következtében a határoló felületekről visszaverődő hanghullámok rengeteg visszhangot eredményeznek, míg végül a zaj elnyelődik a falakban, a padlóban, a mennyezetben és a levegőben. Az utózengés fennmaradásának hosszúságát utózengési időnek nevezzük, amely hangelnyelő anyagok beépítésével csökkenthető. Azt az időtartamot vesszük figyelembe, amíg az adott térben a hangforrás megszüntetése után a helyiség zajszintje 60 dB-lel csökken.

Az adott térben megfelelő utózengési idő a tér méretétől és funkciójától függ. Az alábbi táblázat az egyes helyiségtípusokban jellemző utózengési időket tartalmazza.

Egyes helyiségtípusokban jellemző utózengési idő

Beszédérthetőség

A beszédérthetőség az iskolai tantermekben, a különféle konferencia- és előadótermekben elengedhetetlen követelmény. A kutatások kimutatták, hogy azok a diákok, akik nem értik tisztán a tanár beszédét, hajlamosak „kikapcsolni”, ezzel saját későbbi lehetőségeiket limitálják, de plusz feszültséget okoznak a tanárban is. Egy tipikus osztályteremben, amelynek egyik végében áll a tanár, a diákokat a hangja közvetlenül és közvetetten (a terem falairól, mennyezetéről, padlójáról visszaverődve) is eléri.

Beszédérthetőség

A terem elején ülők kiválóan értik a tanár beszédét, míg az utolsó padokban ülő diákok a közvetlen és a visszaverődő hangok olyan keverékét kapják, amelyből nehezen tudják „kihámozni” a tanár szavait.

Az utózengési idő önmagában nem elegendő a megfelelő beszédérthetőség megvalósításához. Minden olyan helyiségben, ahol a verbális kommunikáció fontos szerepet kap, hangelnyelő és hangvisszaverő felületek jól megtervezett keverékével kell a teret kialakítani.

A könnyű, szerelt szerkezetekre vonatkozó alapelvek

A tömör, falazott válaszfalat alkotó anyagok hangszigetelő teljesítményét jellemzően a tömege határozza meg. Minél nehezebb az anyag, annál kevésbé jut át rajta a hang. Ahhoz, hogy egy tömör válaszfal hangszigetelő képességét 4 dB-lel emeljük, a tömegét körülbelül a duplájára kell növelni. Például: egy 100 mm vastag, mintegy 100 kg/m2 tömegű tömör falazott válaszfal hangszigetelése kb. 40 dB, míg egy ugyanilyen anyagú, 200 mm vastag falé 44 dB.

A tömeg növelése nagyon rossz hatásfokú módszer a hanggátlás növelésére. Az üreges, könnyű, szerelt szerkezetek egyik nagy előnye, hogy sokkal jobb hangszigetelő képességgel bírnak, mint amit a tömegelv alapján várnánk. A helyesen megtervezett és kivitelezett szerelt szerkezetek nagyon hatékony hanggátló megoldást nyújtanak, ezért használják azokat előszeretettel például előadótermekben. A szerelt szerkezet és a tömegelv összehasonlítása azt mutatja, hogy a könnyű szerkezet következetesen felülmúlja a tömegelv alapján várható teljesítményt. Ez pedig azt bizonyítja, hogy az akusztikai követelmények kielégítésének nem feltétlenül a tömegnövelés a megfelelő módja.

Az akusztikus teljesítményt decibel értékkel fejezzük ki. A logaritmikus decibel függvénnyel nagy értéktartomány is egyszerűen ábrázolható, és egyértelmű számokkal kifejezhető. Hátránya azonban, hogy a különböző teljesítményű szerkezetek szám szerinti összehasonlításakor a teljesítménykülönbségek kicsinek tűnhetnek. 6 dB teljesítménynövelés a valóságban azt jelenti, hogy a szerkezet akusztikai teljesítménye megduplázódik.

Egy egyszerű gipszkarton válaszfal esetében nagyon könnyen előfordulhat, hogy a hanggátlási értéke 6 decibellel jobb, mint azt a tömegtörvény alapján várnánk. A gipszkarton válaszfalak esetében a maximális elérhető hangszigetelést a két oldalra szerelt gipszkarton építőlemezek között a vázprofilokon keresztül közvetlenül átáramló hangenergia mennyisége határozza meg.  Rigiprofil használatával ez az energia tovább csökken, hiszen a profilok golyónyomott felülete miatt a gipszkartonnal közvetlenül érintkező felület mérete csökken.

Az egymástól teljesen független, duplavázas szerkezet még jobb eredményeket hozhat. Ebben az esetben az energiaátadás maximumát a két profilváz közötti légréteg határozza meg. A légrés a két profilvázat összekötő rugóként értelmezhető, amelyen a hangenergia áthatol. A légrésnek van bizonyos hangcsillapító hatása, amely megfelelő hanglágy anyaggal tovább fokozható. Ezért hasznos a légrésben ásványgyapot szigetelőanyagot elhelyezni. A megnövelt hangcsillapítású rugó így végeredményben a hangátadás csökkenéséhez vezet. Minél nagyobb a légrés, annál kevésbé köti össze rugóként a két vázszerkezetet. Következésképpen, minél szélesebb légrést hagyunk, annál jobb lesz a szerkezet hangszigetelése, elsősorban a mély frekvenciatartományokban.


TUDJON MEG TÖBBET! Álmennyezeti könyvünkben bemutatjuk a Rigips változatos álmennyezeti termékpalettáját és műszaki segítséget adunk a tervezéshez.
A Blue Acoustic gipszkarton építőlemezek alkalmazásával a válaszfal-szerkezeteink, az eddigi szerkezeti vastagságok megtartásával, magasabb hangszigetelési értéket képesek biztosít.