Zvuk se přenáší přes většinu stěn a podlah uvedením celé konstrukce do vibrací. Tyto vibrace vytvářejí nové zvukové vlny o snížené intenzitě na druhé straně. Průchod zvuku do jedné místnosti budovy ze zdroje umístěného v jiné místnosti nebo mimo budovu se nazývá ''přenos zvuku".
Přenosový útlum nebo činitel vzduchové neprůzvučnosti, R dB, je měřítkem účinnosti zdi, podlahy, dveří nebo jiné zábrany na omezení průchodu zvuku. Přenosový útlum se mění s frekvencí a útlum je obvykle vyšší u vyšších frekvencí. Měrná jednotka přenosového útlumu zvuku je decibel (dB). Čím vyšší přenosový útlum stěny, tím lépe funguje jako překážka průchodu nežádoucího hluku.
Existují dva typy zvukové izolace stavebních konstrukcí: vzdušná a dopadová. Vzdušná zvuková izolace se používá, když zvuk vytvářený přímo do vzduchu je izolován a je určen pomocí činitel vzduchové neprůzvučnosti. Dopadová izolace proti kročejovému hluku se používá pro plovoucí podlahy a je určena hladinou akustického tlaku v přilehlé spodní místnosti.
- Přímý přenos zvuku
- Doprovodný přenos
- Boční poslech
- Únik
a) Vzdušná zvuková izolace
Když dorazí zvuková vlna k přepážce mezi dvěma prostory, část z ní se odrazí a část z ní se přenese přes příčku.
R = 10log10 W1/W2
| |
R (dB) |
W1/W2 |
 |
0 |
1 |
| 10 |
10 |
| 20 |
100 |
| 30 |
1 000 |
| 40 |
10 000 |
| 50 |
100 000 |
| 60 |
1 000 000 |
U jednovrstvých konstrukcí, jako je homogenní betonová zeď, se přenos řídí zákonem o hmotě, to znamená, že čím hmotnější konstrukce, tím menší množství přenášeného zvuku.
V případě lehkých konstrukcí sestávající z několika vrstev, jako jsou sádrokartonové zdi, platí zákon o pružné hmotě. Pokud vysoce absorpční materiál, jako je kamenná vlna, se používá jako pružina v dvouvrstvé stěně, zlepšuje se zvuková izolace. Čím širší je dutina, tím větší prospěch z kamenné vlny bude. Typicky lze dosáhnout 5-10 dB nárůst u vyplněné dutiny ve srovnání s prázdnou dutinou. Níže uvedený obrázek ukazuje jednovrstvou konstrukci a dvojvrstvou konstrukci se stejnou celkovou hmotností.
Výpočet činitele vzduchové neprůzvučnosti R je založen na výsledcích testů získaných na různých frekvencích. Výsledky jsou zobrazeny podle referenční křivky mezi 100Hz a 3150Hz v 1/3-oktávových intervalech. Pokud se měření provádí na místě (v reálném objektu), hodnoty jsou označeny R´. Standardní zkušební postup je definován v EN ISO 140, kde jsou uvedeny standardní metody jak pro laboratorní, tak terénní měření.
Rozdíl mezi laboratorními a terénními hodnotami může být značný počet dB v závislosti na detailech a zpracování konstrukce.
Pokud se příčka skládá z prvků různých druhů - například zeď s okny a dveřmi, které mají různé vlastnosti přenosu zvuku - musí se vypočítat celkový činitel vzduchové neprůzvučnosti.
Činitel vzduchové neprůzvučnosti pro otvory a štěrbiny je téměř roven 0 dB. Vliv otvorů a štěrbin proto může být důležitý například na propojení mezi stěnami, na dveře a okna bez těsnicích proužků a na všech potřebných otvorech v příčkách. Pokud je ve štěrbinách akusticky absorbující materiál, bude dávat vyšší činitel vzduchové neprůzvučnosti pro štěrbiny.
Vážený činitel vzduchové neprůzvučnosti Rw
Při určování akustických vlastností příčky obecnějším způsobem může být užitečné popsat zvukovou izolaci jediným číslem. Vážený činitel vzduchové neprůzvučnosti, Rw, je metoda hodnocení uvedená v EN ISO 717-1. Tato norma upravuje standardní referenční křivku na křivku měřeného činitele vzduchové neprůzvučnosti.
V EN ISO 717-1 je uvedena také metoda hodnocení, kde hodnota Rw je doplněna o dva výrazy C, které se používají na dva modely spekter hluku pro různé typy hluku. Tyto dva pojmy, Rw + C a Rw + Ctr, také zahrnují frekvenční rozsah 100-3150 Hz, ale mohou být rozšířeny na 50-5000 Hz. Jelikož průmyslový a dopravní hluk mají často vysoké hladiny zvuku, které jsou také pod 100 Hz, doporučuje se, aby se používala rozšířená oblast frekvence.
Souhrnná hodnota, Rw + C, udává hodnotu snížení v dBA pro spektrum na úrovni, která je stejně vysoká ve všech třetinooktávových pásmech. To lze použít pro:
- Životní aktivity (řeč, hudba, rádio, TV)
- Železniční dopravu na střední a vysoké rychlosti
- Jízdy po dálničních dopravních cestách při rychlostech nad 80 km/h
- Trysková letadla na krátké vzdálenosti
- Továrny produkující převážně střední a vysokofrekvenční hluk
Souhrnná hodnota Rw + Ctr udává také hodnotu snížení v dBA, spektrum s převahou nízkých frekvencí, jako je:
- Městská silniční dopravy
- Železniční doprava při nízkých rychlostech
- Disco hudba
- Továrny produkující především hluk o nízké a střední frekvenci
b) Izolace proti kročejovému hluku
Vzdušný zdroj vytváří vibrace v okolním vzduchu, které se šíří ven a naopak vytváří vibrace v obvodových stěnách a podlahách. Kročejový zdroj vytváří vibrace přímo v prvku, do kterého naráží. Tyto vibrace se šíří po celé ploše prvku a do prvků připojených k němu, jako jsou vnitřní stěny, vnitřní vrstvy vnějších stěn a podlahy. Vibrace v prvcích nutí vzduch vedle nich vibrovat a právě je tyto nové vzdušné vibrace jsou slyšet.
Podlahy by měly snižovat vzdušný zvuk a také, jestliže jsou nad obydlím, kročejový hluk. Těžká masivní podlaha závisí na své hmotnosti při snižování vzdušného zvuku a na měkké krytině při snižování kročejového hluku u zdroje.
Plovoucí podlaha obsahuje vrstvu vysoce tlumivého materiálu, který do značné míry izoluje pochozí povrch od základny a tato izolace přispívá ke vzdušné a kročejové izolaci.
- Je důležité vybrat vhodný materiál a ujistit se, že není obcházen pevnými mosty jako jsou armatury a potrubí.
- Vzdušné cesty, včetně těch vzniklých smršťováním, je třeba odstranit; porézní materiály a mezery ve spojích v konstrukci musí být utěsněny.
- Rezonance se musí také odstranit; mohou se objevit, pokud nějaká část konstrukce (jako jsou suché obklady) silně vibruje na určité zvukové frekvenci (rozsah) a přenáší více energie v tomto rozsahu.
Izolace proti kročejovému hluku se počítá z měření hladiny akustického tlaku vytvářeného standardizovanou metodou kladiva. Výsledky se zobrazují jako křivky mezi 50-5000 Hz.
Při výpočtu jednočíselného množství L n,W nebo L’n,W úrovně pro 16 frekvencí, se porovnávají se standardní křivkou podobným způsobem jako u výpočtu činitele vzduchové neprůzvučnosti. Jediný rozdíl je, že odchylka mezi naměřenou křivkou a standardní křivkou je v tomto případě nad standardní křivkou. Ln se měří v laboratoři, zatímco L’n se měří v terénu. Pro Ln i L’n nízké číselné hodnoty znamenají dobrou kročejovou neprůzvučnost.
Také pro izolaci kročejového hluku jsou zapotřebí dva výrazy přijímání spektra Ci,100-2500 a Ci,50-2500 v případě domu s dřevěnými trámy. Rozdíl mezi výsledky laboratorních a terénních měření je způsoben jevy přilehlých konstrukcí v budově. Ve skutečném objektu se zvuk přenáší nejen prostřednictvím plánované konstrukce - např. podlahy - ale také přes připojovací konstrukce přilehlé k podlaze.
Dynamická tuhost
Dynamická tuhost je velmi důležitá vlastnost pro porézní materiály, zvláště když se materiál montuje přímo mezi dvě pevné vrstvy (sendvičový prvek, plovoucí podlaha). U minerální vlny se uvádí na jednotku MN/m3, protože minerální vlna je obvykle kontinuální.
Kamenná vlna PAROC se skládá z pevného materiálu a vzduchu. Když se používá jako pružná vrstva, musíme určit dynamickou tuhost jak pro minerální vlákna, tak pro vzduch odděleně; takže dynamická tuhost = sd + sa (sd je tuhost materiálu a sa je tuhost pro uzavřený vzduch).
V souladu se zkušebními normami musí být dynamická tuhost kamenné vlny uvedena na zatížení 200kg/m2, když se používá pod plovoucí betonovou podlahou. Čím nižší hodnoty dynamické tuhosti, tím lepší izolace proti kročejovému hluku.
Výrobky z kamenné vlny používané jako izolace kročejového hluku jsou speciálně navrženy pro podlahové aplikace. Orientace vláken je hlavně horizontální ve srovnání například se střešními deskami nebo do zemními deskami. Horizontální vlákna blokují lépe zvuk z průchodu. Rozdíl při použití v podlaze může být 5 dB nebo dokonce více. To znamená rozdíl jedné třídy.
Hmotově odpružený systém
Hlavní myšlenkou plovoucí podlahy je hmotově odpružený systém. Čím měkčí pružina, tím lepší tlumení vibrací. Totéž platí o hmotnosti - čím těžší, tím lépe. Pokud střední podlaha není těžká, plovoucí podlaha nefunguje, protože hmotově odpružený systém se změní. V praxi musí být střední podlaha pětkrát těžší než plovoucí podlaha.
Izolace kročejového hluku se měří pomocí standardizovaného klepacího stroje. Dobrá izolace kročejového hluku L’ n,w vyžaduje:
Beton s plovoucí podlahou:
- Těžká střední podlaha
- Měkká elastická mezivrstva
- Těžká plovoucí podlaha
Ideální hmotově odpružený systém:
Na okrajích svého posuvu je hmota v klidu a nemá kinetickou energii. Současně je pružina maximálně stlačená, a tak uchovává veškerou mechanickou energii systému jako potenciální energii. Když je hmota v pohybu a dosáhne rovnovážné polohy na pružině, mechanická energie systému se zcela přemění na kinetickou energii.
Všechny vibrační systémy sestávají z této souhry mezi složkou na ukládání energie a složkou přenášející energii.
Frekvence (Hz, počet kmitů za jednotku času) o hmotově odpruženého systému je
Kde k je tuhost pružiny (minerální vlna) a m je hmotnost (střední podlaha). Čím nižší f je, tím lepší izolace. Takže zvýšením hmotnosti nebo snížením tuhosti pružiny můžeme dosáhnout nejlepší izolaci.
c) Boční přenos
Boční přenos je složitější forma přenosu hluku, kde jsou výsledné vibrace zdroje hluku vysílány do ostatních místností v objektu obvykle prvky konstrukce uvnitř budovy. Například v ocelové rámové budově jakmile se rám sám dá do pohybu, může to vyvolat skutečný přenos.
V budově může zlomek přenosu zvuku mezi dvěma místnostmi sjet bočním stavebním prvkem, jako je vnější zeď nebo strop. Aby se tomu zabránilo, je třeba pečlivě dodržovat pokyny výrobce. Obrázek ukazuje základní řešení pro vnější stěny.
Řešení pro snížení rizika doprovodného přenosu
Časté jsou požadavky na bezpečnostní rozpětí různých zvukových dat z prvků, aby se zabránilo bočnímu přenosu.