Vzduchová neprůzvučnost šikmé střechy zateplené minerální vatou a stříkanou PUR pěnou

Momentální zvyšující se trend aplikace nových materiálů na bázi stříkané polyuretanové pěny v konstrukcích šikmých střech otevírá řadu otázek z pohledu splnění kritérií stavební fyziky stanovenými příslušnými normami. Proto se Asociace výrobců minerální izolace rozhodla podrobit zkoušce dvě konstrukce šikmé střechy z hlediska akustiky (vážené vzduchové neprůzvučnosti označované jako Rw). V prvním případě se jednalo o šikmou střechu zateplenou minerální izolací, v druhém případě byla použita stříkaná izolace na bázi PUR pěny.

TEST: Odhlučnění střechy PUR pěnou a minerální vatou

Dobře zvolený izolant zabraňuje průniku hluku z ulice. Nezávislý laboratorní test ukázal, že rozdíly mezi nejvíce používanými izolanty – minerální vatou a PUR pěnou – jsou výrazné. Rozdíl může činit až 14 dB.

 

Laboratoř Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB), samostatný vysokoškolský ústav ČVUT, změřila schopnost izolantů snižovat přenos hluku a nepropouštět teplo. Podívejte se, jak měření dopadlo.

Měření vážené neprůzvučnosti Rw byly provedeny v akreditované laboratoři ČVUT v Praze v Univerzitním centru energeticky efektivních budov.

Pro srovnání byly vybraná klasická skladba šikmé střechy, která byla zateplená minerální izolací (v případě vzorku 1) a stříkanou polyuretanovou izolací s otevřenou buněčnou strukturou (v případě vzorku 2). Obě izolace mají primárně využití při zateplení střešní konstrukce. Vybrané typy izolací (minerální vaty a PUR pěny) měly stejný deklarovaný součinitel tepelné vodivosti. Detailní popis skladby střešní konstrukce je uveden v tabulce 1.

Z hlediska stavební akustiky můžeme konstrukce rozdělit do dvou skupin. První jsou těžké konstrukce (např. zděné a betonové), které se vyznačují průběhem vzduchové neprůzvučnosti vyplývající ze zákona o hmotě. Druhou skupinou jsou lehké, sendvičové konstrukce (např. lehké sádrokartonové konstrukce), které využívají systém hmota-pružina-hmota, do které můžeme zařadit námi posuzované střešní konstrukce.

Hodnocení vzduchové neprůzvučnosti

Hodnocení vzduchové neprůzvučnosti je založeno na normalizované metodě podle Eurokódu ČSN EN ISO 717. Tato norma stanovuje postup určení Jednočíselná hodnoty vážené neprůzvučnosti Rw z frekvenčně závislého průběhu vzduchové neprůzvučnosti. Standardně posuzuje spektrum zvuku od 100 Hz do 3150 Hz. Tato metoda je založena na posouvání směrné křivky, ze které se následně odečte hodnota vážené neprůzvučnosti Rw. Tato metoda, z hlediska subjektivního vnímání, lépe vystihuje těžké konstrukce.
Avšak norma umožňuje hodnotit konstrukci i v širším spektru (50 až 5000 Hz) pomocí adaptačních činitelů spektra, kterými se následně upravuje hodnota vážené neprůzvučnosti Rw. Hodnocení pomocí těchto činitelů lépe odráží subjektivní vnímání těžkým ale i lehkých konstrukcí, čímž je vhodnější pro posouzení testovaných vzorků. Existují dva činitele spektra. Prvním činitelem je C, který je založen na spektru růžového šumu a vyjadřuje spektrum zvuků vyskytujících se v interiéru budovy. Druhým je činitel označen jako Ctr a vychází ze spektra šumu typického pro hluk z provozu.
Na základě měření vzduchové neprůzvučnosti a stanovení jejího jednočíselného hodnocení podle zmíněného normového postupu byly určeny hodnoty vážené neprůzvučnosti Rw, Rw+C a Rw+Ctr pro oba vzorky střešních konstrukcí.
Střešní konstrukce zateplená souvrstvím z minerální izolace (vzorek 1) dosahovala hodnoty:
  • Rw = 53 dB,
  • Rw+C50-5000 = 46 dB,
  • Rw+Ctr,50-5000 = 33 dB.
Pro střešní konstrukci s aplikací stříkané polyuretanové pěny (vzorek 2) byly naměřeny hodnoty:
  • Rw = 38 dB,
  • RW + Rw+C50-5000 = 36 dB,
  • Rw+Ctr,50-5000 = 27 dB.
 
Při použití minerální izolace ve skladbě střešního pláště (vzorek 1), bylo dosaženo signifikantně vyšší výsledky vzduchové neprůzvučnosti než při použití stříkané polyuretanové pěny (vzorek 2). Rozdíl v hodnotě vážené neprůzvučnosti byl 15 dB. při hodnocení prostřednictvím adaptačních činitelů, byl rozdíl při spektru C až 10 dB a při spektru Ctr 6 dB (z frekvenčního rozsahu 50 až 5000 Hz).

Subjektivní vnímání zvuku

Střecha s minerální izolací

Někdy je těžké ohodnotit výsledky měření na základě číselného vyjádření. Poslechněte si, jak byste vnímali hluk z exteriéru (městská doprava a siréna záchranné služby) v interiéru, při použití tepelné izolace na bázi minerálních vláken (vzorek 1) nebo na bázi stříkané polyuretanové pěny (vzorek 2).

Městská doprava
Siréna záchranné služby

Střecha se stříkanou PUR pěnou

Městská doprava
Siréna záchranné služby
20201105_183104.jpg
20201110_094204.jpg

Požadavky platné pro Českou republiku


Požadavky na zvukovou izolaci pro dělicí konstrukce v Česku stanovuje norma ČSN 73 0532. Zabývá se dělicími konstrukcemi mezi místnostmi v budovách a zvukovou izolací obvodových plášťů budov včetně oken a dveří. Norma stanovuje požadavky vzhledem k funkci místností (chráněná místnost) a hluk v sousedním prostoru (vysílací místnost). Hodnoty vážené vzduchové neprůzvučnosti, určené podle normy ČSN EN ISO 717-1 z třetinooktávových veličin naměřených dle ČSN EN ISO 140-5, nesmí být nižší než normou požadované minimální hodnoty.
V procesu projekčního návrhu se pro dimenzování konstrukce, z hlediska její vážené vzduchové neprůzvučnosti, zohledňuje vliv šíření zvuku bočními cestami. Šíření bočními cestami je zapříčiněno tím, že na stavbě není možné zhotovit ideální konstrukci, jak je to v případě laboratoře. Vliv šíření bočními cestami se započítává prostřednictvím korekce k1, která nabývá hodnoty v intervalu od 1 až 2 dB pro těžké konstrukce a 4 až 8 dB pro lehké konstrukce.

V našem případě se jedná o lehkou konstrukci, proto pro její uplatnění byla použita střední hodnota korekce k1 pro lehké konstrukce (tj. k1 = 6 dB). Tato hodnota se odečítá od laboratorní neprůzvučnosti Rw, čímž se jeho hodnota sníží. Takto upravená laboratorní neprůzvučnost se nazývá stavební vážená neprůzvučnost a označuje se jako R'w. Tento parametr se následně porovnává s hodnotami uvedenými v ČSN 73 0532.

Jelikož je střešní konstrukce součástí obvodového pláště, normativně se na ni vztahuje hodnocení na základě ekvivalentní hladiny zvuku (váženého filtrem A) ve vzdálenosti 2 m před fasádou. Pokud si vezmeme v úvahu například standardní zástavbu při veřejné komunikací ve městě, tak její ekvivalentní hladina A hluku dosahuje hodnota okolo 60 až 75 dB. V tomto případě by použití polyuretanové pěny ve střešní konstrukci hraničilo s normovými podmínkami nebo by jim ani nevyhovovalo (tab. 2).