Akustika, zvuková izolácia a absorpcia zvuku

Kým za ochranu pred hlukom vo vonkajšom prostredí zodpovedajú kompetentné orgány (štát, mestá...), za hluk v obytných priestoroch a zabezpečenie akustickej pohody, resp. dosiahnutie dobrého pohlcovania zvuku, zodpovedajú účastníci výstavby - investori, projektanti a stavebníci. Hoci sú pokoj a ticho nepochybne základnými predpokladmi zdravého života a normálneho fungovania, v obytnom prostredí sú čoraz častejšie luxusom. Pohyb nábytku, kroky, vibrácie rôznych zariadení a všeličo iné vytvárajú hluk nielen v susedných miestnostiach, ale aj v priestoroch nad nami a pod nami. Bez ohľadu na to, ako veľmi sa snažíme hluk ignorovať, ak sme príliš dlho vystavený hluku a hlasným zvukom, vplýva to na našu psychickú pohodu, na pohodu celého organizmu.

Hoci ho nevidíme, hluk má na naše telo zlý vplyv. Spôsobuje stres, narúša základné životné aktivity, akými sú spánok, práca či učenie. Hluk nás robí nervóznymi, podráždenými, unavenými.

Aby sme lepšie pochopili dôležitosť akustickej pohody, je potrebné najskôr definovať, čo je akustika, zvuková izolácia a absorpcia zvuku, ale aj čo sa považuje za hluk a ako ho zvládať.

Čo je akustika, ako sa definuje zvuk a hluk?

Akustiku možno definovať ako náuku o vzniku, šírení a pôsobení zvuku, resp. ako vedu zameranú na zvukové vlny a zmeny akustického tlaku. Ochrana proti zvuku sa objavila ako dôležitá téma v akustike kvôli ľudskej potrebe brániť sa hluku. Podľa definície je hluk zmiešanina výrazných nezladených, obyčajne rušivých zvukov, resp. akýkoľvek nežiaduci, nepríjemný a škodlivý zvuk, ktorý dráždi sluch.

To, či určitý zvuk možno považovať za hluk alebo nie, závisí od toho, či ruší ľudí v ich každodennom živote alebo nie.

Je dobre známe, že vysoká hladina hluku pochádza v skutočnosti z nášho okolia, presnejšie z vonkajšieho prostredia. Rôzne zvuky v obytných priestoroch sa považujú za hluk. Hlasný rozhovor susedov alebo zvuky televízora sa prenášajú cez stenu, resp. vzduch a priestor. Zvuk pri odstraňovaní starých parkiet a pokládke nových, padaní rôznych predmetov na podlahu, zatĺkaní klincov do steny, dokonca aj zvuk hlasných krokov, sa nazýva nárazový zvuk.

Nárazový zvuk sa týka zvuku, ktorý sa prenáša do iných miestností, cez podlahu, stenu alebo strop, je výrazne intenzívnejší ako zvuk, ktorý vzniká v samotnej miestnosti a šíri sa priestorom.

Existuje aj iný typ hluku – nízkofrekvenčný hluk spôsobený hraním na hudobných nástrojoch alebo spôsobený domácimi hudobnými zariadeniami. Nízkofrekvenčný hluk sa prenáša vibráciami cez konštrukčné prvky a môže prechádzať aj cez lepšie izolované steny, pričom nimi vibruje. K tomuto typu hluku patria aj zvuky súvisiace s dopravou.

Hluk v obytnej budove možno rozdeliť na hluk prenášaný vzduchom, nízkofrekvenčný hluk a nárazový hluk vysokej intenzity. Cieľom akustickej izolácie je redukovať všetky druhy hluku.

Tlmenie hluku a zníženie hladiny hluku pozadia je cieľ, ktorý treba dosiahnuť.

A čo je vlastne zvuk a aký je jeho vplyv v priestore? Zvuk možno definovať ako mechanické vlnenie hmotného prostredia vnímateľné sluchom, s frekvenciami od 20 Hz do 20 kHz, čo je rozsah, v ktorom  ľudské ucho zvuk počuje. Vzniká kmitaním nejakého zdroja, pri ktorom dochádza k zmene tlaku prostredia v okolí toho zdroja. Zvuková vlna sa tak šíri priestorom.

Vedeli ste, že 86 % informácií prijímame sluchom? A že ucho ako orgán sluchu je neustále aktívne? Naše stredné a vnútorné ucho, aj keď spíme, vníma zvuk. Oscilácie nižšie ako 20 Hz sa nazývajú infrazvuk a oscilácie vyššie ako 20 kHz sa nazývajú ultrazvuk. Frekvencia vyššia ako 1 GHz sa nazýva hyperzvuk. Zvukové vlny sa pohybujú rôznymi rýchlosťami rôznymi médiami.

Zvuk je fyzikálna veličina, ktorá je merateľná, a preto je merateľný aj hluk. Jednotkou hladiny zvuku je bel (B), používa sa však prevažne jej desatina - decibel (dB).

Pre porovnanie, úroveň ľudského šepotu je asi 30 dB, hovorová reč je dvakrát toľko, vysávač 75 dB, pneumatické kladivo 110 dB.

Možno zvuky ovládať, akým spôsobom? Zvuky možno ovládať znížením ozveny, resp. absorpciou zvuku a inštaláciou zvukovej izolácie, čím sa dosiahne zníženie hladiny neznesiteľného hluku prenášaného vzduchom, nárazového hluku a zvukov z vonkajšieho prostredia na prijateľnú úroveň, ktorá nebude nikomu prekážať v bežnom fungovaní.

Ako sa definuje a dosahuje zvuková izolácia a pohlcovanie zvuku?

Len dobrá zvuková izolácia zabezpečí pohodlie, pokoj, pocit bezpečia a istoty v tej-ktorej domácnosti.

Absorpciu (pohlcovanie) zvuku možno definovať ako schopnosť materiálu znížiť hlasitosť zvuku v nejakej miestnosti. Je známe, že zvuk vzniká vibráciami vzduchu. Zníženie hluku znamená oslabenie tých vibrácií pri prechode cez priečku.

Zvuková izolácia má tendenciu znížiť na minimum (optimálnu úroveň) prechod zvuku podlahou, stropom alebo stenou pomocou vhodných materiálov a techník.

Zvuková izolácia znižuje hluk a vplyv zvuku v určitom priestore.

Rozlišujeme päť princípov zvukovej izolácie za predpokladu, že sa zabráni vzniku zvukových mostov a zabezpečí dobré utesnenie izolačného systému - princíp hmoty (ťažšia stena ťažšie vibruje, resp. ťažší materiál znamená lepšiu zvukovú izoláciu), princíp oddelenia (vytvorenie vzduchovej zátky medzi dvoma vrstvami priečky, s čo najmenším počtom fyzických spojení), princíp zvukovej pohltivosti (zabudovanie absorpčných materiálov, najčastejšie minerálnej vlny, ktorá znižuje časť zvuku v samotnom materiáli), princíp rezonancie (k rezonancii dochádza, keď sa frekvencia vynútených kmitov zhoduje s frekvenciou kmitov systému) a princíp vedenia zvuku (nepriame vedenie zvuku cez konštrukčné prvky, ktoré nie sú priamo spojené s priečkou). Ak by sa niektorý zo spomínaných princípov aplikoval jednotlivo, efekt by nebol taký dobrý ako pri kombinácii viacerých princípov.

Dobre urobená zvuková izolácia znamená aj zvýšenie hmoty, mechanické oddelenie, tlmenie a montáž absorbérov.

Ako sa definuje a dosahuje zvukový komfort? Zvukový komfort predstavuje realizáciu pocitu súkromia, bezpečia a komfortu obyvateľov vo vzťahu k hlavným nositeľom hluku. Dnes pojem moderného bývania znamená dosiahnutie určitej úrovne komfortu, ktorý si nemožno predstaviť bez vhodnej zvukovej izolácie. Pri zabezpečovaní zvukového komfortu sa zohľadňujú rôzne vonkajšie a architektonické faktory, napr. druh a spektrum hluku v prostredí, účel stavby, použitie stavebných materiálov, aplikácia stavebných systémov.

Hlavnými miestami prenikania hluku sú práve najväčšie plochy budovy – vonkajšie steny, okenné plochy, strecha. Za zabezpečenie optimálneho zvukového komfortu je vo veľkej miere zodpovedný projektant a stavebná profesia vôbec. Opatrenia na ochranu pred hlukom musia byť podrobne a správne naplánované a realizované nielen pri novostavbe, ale aj pri úprave a renovácii existujúcich budov.

Na zvukový komfort je dôležité myslieť už vo fáze projektovania, pretože následný zásah je oveľa náročnejší a niekedy dokonca nemožný, ako napríklad inštalácia plávajúcej podlahy u suseda nad nami.

Najlepším príkladom zanedbania zvukovej izolácie je, že majitelia bytov, ktorí si kúpia byt v novostavbe, počujú rozhovor susedov alebo dokonca hluk zo splachovača WC. Aj obyvatelia jedného bytu, hoci sú v rôznych miestnostiach, sa môžu navzájom počuť, ako keby boli v jednej miestnosti.

Okrem na zamedzenie vonkajšieho hluku je dôležité zabezpečiť primeranú zvukovú izoláciu na vnútorných miestach v budove.

Ako sa dosiahne zvuková izolácia?

Zvuková izolácia obytného priestoru musí byť úplná, od fasády až po deliace steny.

Najväčšiu plochu budovy tvoria fasádne steny a tie výrazne ovplyvňujú celkovú zvukovú izoláciu. Okrem kvalitných okien a dverí (o čom si viac povieme nižšie) je dôležitá aj veľká hmota steny. Základný fyzikálny zákon, ktorý v tejto oblasti platí, je tzv. zákon hmotnosti. Zjednodušene povedané, izolačná schopnosť priečky je priamo úmerná jej plošnej hmotnosti. 

Zvuková izolácia, pokiaľ ide o deliace prvky, zahŕňa steny, dvere a medzipodlažné konštrukcie. Ich izolačná schopnosť (schopnosť zadržať zvukovú energiu) sa vyjadruje v dB. Pre porovnanie, pri menej kvalitných dverách je to cca 20 dB, pri masívnych stenách je aj viac ako 60 dB. Izolačná schopnosť závisí od hmotnosti, resp. plošnej hmotnosti a zložitosti vnútornej konštrukcie.

Izolačná schopnosť je väčšia, ak materiál, z ktorého je priečka vyrobená, má vyššiu špecifickú hmotnosť. Ak je priečka vyrobená z materiálu s nižšou špecifickou hmotnosťou, zväčšovaním hrúbky materiálu sa zlepšujú izolačné vlastnosti.

Zvyšovanie izolačnej schopnosti zväčšovaním plošnej hmotnosti priečky má však svoje obmedzenia – priečky budú ťažšie a hrubšie. Akustické požiadavky deliacich konštrukcií môžu splniť viacnásobné priečky, tzv. „sendvičové konštrukcie“.

„Sendvičovou konštrukciou“ sa rozumie vnútorná štruktúra, ktorá má dve alebo viac vrstiev pevného materiálu, pričom medzi nimi zostáva vrstva vzduchu. Priestor medzi nimi môže byť vyplnený nejakým poréznym absorpčným materiálom, ktorý ešte viac zvýši zvukovú izoláciu. Najbežnejšou výplňou je minerálna vlna.

A koľko vlastne stoja sadrokartóny a montáž sadrokartónu? Cena sa zvyšuje predovšetkým s hrúbkou steny a prípadným doplnením zvukovej izolácie. Cena jednoduchej priečnej steny sa pohybuje od 28 do 32 EUR/m2, dvojitá priečna stena stojí 37 až 59 EUR/m2.

Pri oknách a dverách je dôležité si uvedomiť, že zvuk prechádza krídlom, ale aj škárami medzi krídlom a rámom, ako aj medzi rámom a stenou. Preto je ľahké dospieť k záveru, že zvuková izolácia okien a dverí väčšinou závisí od kvality montáže. Napríklad, ak dvere nemajú prah, zníži sa ich zvuková izolácia. Škára so šírkou 1 mm zníži zvukovú izoláciu o 5 dB, čo by sa nestalo, ak by škára neexistovala, resp. ak by dvere boli úplne utesnené.

Izolačná schopnosť dverí je oveľa nižšia ako izolačná schopnosť steny okolo dverí.

Pri oknách je to rovnaké, ibaže okno pozostáva z rámu, ktorý môže byť vyrobený z rôznych materiálov, a zasklenia. Zvuková izolácia okna úplne závisí od izolačných vlastností skla, ktoré sú ovplyvnené výlučne jeho hmotnosťou, resp. hrúbkou. Preto sa nemožno čudovať, že najčastejšie sa používajú viacvrstvové sklá, zvyčajne dvojsklá. Okrem s hrubšími sklami sa izolačná schopnosť okna zvyšuje aj s väčšou vzdialenosťou skiel. Nemenej dôležitá je aj montáž okien.

A koľko stojí montáž okien? Cena montáže okna závisí od zhotoviteľa, zložitosti montáže, množstva použitého materiálu, rozmerov a polohy okenného otvoru a ďalších faktorov. RAL montáž je z energetického hľadiska oveľa kvalitnejšia, ale aj drahšia. Za montáž realizátorovi zaplatíte v priemere 50 až 130 EUR.

Komu zveriť montáž okien? Pošlite dopyt vhodným a ohodnoteným výrobcom a dodávateľom okien vo vašom okolí – zadarmo a nezáväzne!

A čo je nárazový zvuk? Riešením pre nárazový zvuk je princíp vedenia zvuku priamo cez konštrukčný prvok, pričom sa problém rieši na strane, kde je zdroj hluku. Preto bude potrebné zatepliť povedzme podlahu v hornej miestnosti, namiesto stropu v spodnej. Hluk sa rieši v mieste jeho vzniku.

Akým spôsobom sa znižuje absorpcia zvuku?

Pred kúpou nehnuteľnosti je obzvlášť dôležité poznať odpovede na túto otázku. Existuje niekoľko faktorov, ktoré znižujú akustické vlastnosti deliacich stien.

1. Vysekávanie stien pre účely realizácie inštalácií, umiestnenie zásuviek alebo vypínačov a podobne. Týmto spôsobom vznikajú zvukové mosty.
2. Vŕtanie stien a používanie hmoždiniek, napríklad pre montáž klimatizácií, nástenných políc alebo obrazov. Hluk cez tieto otvory ľahko prejde.
3. Interiérové dvere bez drážky majú nižšiu hodnotu zvukovej izolácie a ľahšie sa nimi prenáša hluk. Drážka zabraňuje priamemu prenosu zvuku medzi miestnosťami, preto sú falcové dvere vždy lepšou voľbou.