Akustika staveb II. - Akustické vlastnosti stavebních konstrukcí

Definic ohledně pojmu vzduchové neprůzvučnosti lze nalézt celou řadu, některé jsou přesnější jiné mohou být zase srozumitelnější. Pro názornost některé z definic které se běžně objevují níže uvádím.

Vlastnost stavební konstrukce projevující se ztrátou akustického výkonu zvuku při přenosu vzduchem prostřednictvím konstrukce. Označuje schopnost stavebních prvků izolovat vzdušný zvuk. Je přímo závislá na hmotnosti stavební konstrukce v závislosti na její ploše. Tato hodnota charakterizuje míru odporu konstrukce vůči zvuku neseného vzduchem. Konstrukce díky působení zvuku kmitají a tyto kmity přenáší následně zvuk do dalších částí a zvuk se dále opět šíří vzduchem. Vyšší hodnota proto charakterizuje vyšší akustický komfort.

Vlastnost stavební konstrukce projevující se ztrátou akustického výkonu zvuku při přenosu vzduchem prostřednictvím konstrukce. Kromě definice je důležitá na začátku především vhodná simulace jak se zvuk vzduchem šíří. Osobně rád nabízím přirovnání ke kulečníkovému stolu, kde do sebe kulečníkové koule postupně vrážejí a navzájem se odrážejí. Když toto přeneseme z 2D roviny stolu do 3D prostoru tak nám to ulehčí pochopení jednotlivých zákonitostí. Vyjděme tedy z představy 2D kulečníkového stolu. Zvyšme rychlost pohybu koulí na cca 340 m/s (1224 km/h) a může nám být zřejmé, že všechny koule na kulečníkovém stolu okamžitě skončí v nějakých dírách, jelikož během několika sekund se počet odrazů mezi koulemi vzájemně i v rámci stolu blíží tisícům a bylo by zvláštní, kdyby se tak nestalo. Jistě- v tuto chvíli naprosto zanedbávám vliv tření a dalších vlivů, ale v rámci této představy je vynechávám.

Díky předešlé představě o šíření zvuku vzduchem můžeme předstoupit k vlastní konstrukci. Konstrukce klade překážku vůči vzduchu, ale díky nárazům se konstrukce může mírně rozkmitat (podobně jako kdyby trvale kulečníkové koule narážely do hran kulečníkového stolu) a také v případě jakýkoliv netěsností se při takové rychlosti zvuk dostane lehce přes. Názorným příkladem může být otevřené okno. Je v zásadě téměř jedno, zda jej necháte otevřené jen pár cm či jej otevřete celé dokořán. Jakmile se zvuk dostane jednou dovnitř, šíří se nekontrolovatelně dále.

Z tohoto důvodu je třeba navrhovat konstrukce tak, aby buď zvuk ideálně odrážely zpět aniž by se rozkmitaly (podobně jako funguje skála, kde vzniká ozvěna) nebo aby zvuk účinně pohlcovaly (podobně funguje les, který na delší vzdálenost zvuk účinně tlumí). Nejčastěji se proto v rámci vzduchové neprůzvučnosti navrhují konstrukce, které kombinují oba faktory a proto se setkáváme s účinnými konstrukcemi, kde se kombinují deskové materiály (díky své vysoké hmotnosti) a vláknité materiály (díky své vysoké pohltivosti). Tyto zákonitosti respektují i v naprosté většině případů současné konstrukce dřevostaveb.

Kročejová neprůzvučnost vyjadřuje schopnost stavebních prvků nebo částí budov omezovat přenos kročejového zvuku mezi místnostmi. Kročejový zvuk vzniká přímo v pochozích stavebních konstrukcích chůzí nebo skákáním osob, pádem předmětů na podlahu atp. Protože skutečný zdroj kročejového zvuku má náhodný charakter, nahrazuje se (ve výpočtech i při měřeních) normalizovaným zdrojem kročejového zvuku. To umožňuje opakovaně porovnávat získané výsledky s požadavky i vzájemně je srovnávat mezi sebou.

Kročejová neprůzvučnost se týká především podlahových konstrukcí. Zde se nicméně zvuk nešíří převážně vzduchem ale konstrukcí jako takovou díky vznikajícím otřesům. Opět reálným příkladem může být byt v panelovém domě. Stačí si vzít kladivo a několikrát udeřit do podlahy. Efekt že o vás budou vědět sousedi napříč celým domem je zaručen. Důvodem je právě kmitání jednotlivých konstrukcí a díky jejich pevným vazbám v napojení se zvuk opět nekontrolovatelně šíří všemi směry. Řešením je v tomto případě vhodná aplikace tlumiče přímo pod podlahu. Podobně jako jsou tlumiče v autech, lze aplikovat s podobným efektem kročejovou izolaci pod nášlapné vrstvy a tím vytvořit tzv. plovoucí podlahu.

Samozřejmě že správně navržená a realizovaná plovoucí podlaha je základem kvalitní kročejové neprůzvučnosti, nicméně v rámci návrhu se často podceňují detaily a napojení na okolní konstrukce. Bohužel detaily a vzájemné napojení konstrukcí je neméně důležité a jejich správné vyřešení a samozřejmě i provedení je základním předpokladem k docílení požadované kročejové neprůzvučnosti.

Když je jeden z povrchu místnosti zasažen zvukovou vlnou, je část zvukové energie odražena zpět do místnosti a část povrchem pronikne. Části energie zvukové vlny jsou absorbovány a přemění se na tepelnou energii v materiálu, zatímco zbytek materiálem projde. Úroveň energie, která je přeměněna na energii tepelnou, závisí na zvukově absorpčních vlastnostech materiálu. Vlastnosti materiálu v oblasti zvukové absorpce jsou vyjádřeny koeficientem zvukové pohltivosti a (alfa), který je funkcí frekvence. Koeficient a se pohybuje v rozsahu od 0 (úplný odraz) do 1,00 (úplné pohlcení).

Pohlcování zvuku znamená, že energie zvuku je převáděna na energii mechanických vibrací nebo na tepelnou energii. Míra pohlcování zvuku se vyjadřuje pomocí koeficientu pohlcování zvuku a nebo třídy pohlcování zvuku (A - E) dle normy EN ISO 11654.