2 Könnyűbeton szerepe a lépéshangszigetelésben 1. Bevezetés A korábbi évszázadokban a födémszerkezetek a tetőszerkezetekhez hasonlóan szinte kivétel nélkül fából készültek. A lakásépítésben még a XX. század első harmadában is jelentős számban készítettek csapos és borított gerendafödémeket, melyeket később az acél ill. vasbeton gerendás födémek teljesen kiszorítottak. Az elmúlt évtizedben Magyarországon a fa alapanyagú könnyűszerkezetes építésmód előretörését tapasztalhatjuk. Ezen épületek födémei főleg előregyártott, könnyű elemekből épülnek fel, így a kis össztömegű szerkezetek helytelen rétegkialakítás, ill. összeépítés esetén nagyon kedvezőtlen akusztikai tulajdonságokkal rendelkezhetnek. 2. Fogalmak 1.ábra A födémek hanggátlásában szerepet játszó, két alapvető gerjesztési forma Egy épület különböző helyiségei között a hang két jól elkülöníthető mechanizmus szerint alakul ki és terjed tovább. Az 1. ábrán látható módon léghangok és lépéshangok különböztethetők meg. Ha közvelenül a levegővel határos a hangforrás rezgő felülete (pl. zene, beszéd, rádió, stb.), akkor léghangokról és ezzel kapcsolatosan léghangszigetelésről beszélünk. A léghang áthallása, terjedése során a födém hangforrás felé eső teljes felülete a léghangok által jön rezgésbe. A hangforrásokhoz közvetlenül csatlakozó épületszerkezetekben testhangok is kialakulnak, amelyek terjedése nagyban függ a szerkezet mechanikai jellemzőitől. Tipikus testhangok az épületakusztikában: ajtócsapodás, elhaladó villamos, közvetlenül a födémre helyezett centrifuga, épületgépészeti berendezések, vízvezetékek, emberi járkálás okozta zajok. A két hangfajta azonban nem független egymástól: egyfelől a testhangok kialakulásakor általában léghang is megjelenik; másfelől a testhang részben lesugárzódik a felületeken és léghang lesz belőle; és fordítva: a léghang a szerkezetekbe behatolva részben testhangként terjed tovább. Az épületek hangszigetelésében az egyik talán a leggyakrabban előforduló testhang külön nevet is kapott: a födémeken történő emberi járás-járkálás okozta testhangot lépéshangnak nevezzük.
3 2.1. Léghanggátlás Egy födém léghangszigetelésére jellemző mennyiség a léghanggátlási szám (R), ami a födém által határolt helyiségek hangnyomásszintjének különbségét jelenti, korrigálva a vevőoldali helyiség hangelnyelési jellemzőivel. Ez utóbbi korrekcióra azért van szükség, mivel a hangszigetelés meghatározásakor csak a szerkezetek hanggátló tulajdonságaira vagyunk kiváncsiak, nem pedig konkrét vevőoldali tér akusztikai tulajdonságaira. Egy kemény akusztikai felületekkel kialakított helyiségben (pl. csempézett fürdőszoba) nagyobb hangnyomásszint alakul ki a határolófelületeken át bejutó hangenergia hatására, mint egy elnyelő burkolattokkal berendezett térben (pl. szőnyegekkel, függönyökkel burkolt szoba), ugyanolyan határoló szerkezetek mellett. A léghanggátlási szám függ a gerjesztő hang frekvenciájától is, így a határolószerkezet léghanggátlását általában kielégítően jól bemutató, egyadatos ún. súlyozott jellemzőt, a szerkezet különböző frekvenciákon mért léghanggátlási értékeiből összeállított léghanggátlási görbe és a fül érzékenységét figyelembe vevő, "ideális" lefutású léghanggátlási görbe (vonatkoztatási görbe) összehasonlításával kapjuk. Az így meghatározott mennyiség a súlyozott léghanggátlási szám: R w, ill. ha helyszíni beépítésnél történt a mérés, a súlyozott látszólagos (látszólagos) léghanggátlási szám: R' w. Az R w kizárólag a födémen átjutó léghangra vonatkozik, az R' w érték ellenben a födémen átjutó léghangon kívül figyelembe veszi az oldalsó falakon, mint kerülőutakon átjutó hangenergiát is. Ebből az is következik, hogy R' w azonos födémkialakítások esetén is különböző nagyságú lehet a falak minőségétől függően, valamint hogy a helyszíni léghanggátlási értékek mindig kisebbek, mint a kerülőutaktól mentes laboratóriumi jellemzők. 2.2. Lépéshanggátlás A lépéshanggátlás adatszerű meghatározásához a vizsgált födémen egy szabványos kopogógép működik, mialatt a födém alatti helyiségben a gerjesztés hatására fellépő hangnyomásszintet mérjük. A meghatározott frekvenciatartományokban a hangnyomásszintekből a léghangszigeteléshez hasonlóan a helyiség ismert hangelnyelési tulajdonságától függő korrekciós tényező segítségével kapjuk a szabványos lépéshangnyomásszintet: L n. Helyszíni mérés esetén ahol a kerülőutak hatása is érvényesül a helyszíni szabványos lépéshangnyomásszintet: L' n. Hasonló módon, mint a léghanggátlásnál, a mért lépéshangnyomásszintekből összeállított görbe és egy vonatkoztatási görbe összehasonlításából kapjuk az egyadatos jellemzőket: súlyozott szabványos lépéshangnyomásszint: L n,w, ill. súlyozott helyszíni szabványos hangnyomásszint: L' n,w. Fontos megkülönböztetni, hogy az L' n,w egy hangnyomásszintet mutat, így minél kisebb az értéke, annál jobb a hangszigetelés, míg R' w egy hanggátlás értéket mutat, így minél nagyobb, annál jobb a szigetelés.
4 3. Követelmények A födémszerkezetek lég- és lépéshangszigetelésére vonatkozó előírásokat, követelményértékeket és ajánlásokat az MSZ 04.601/2-88 Építésügyi Ágazati Szabvány tartalmazza. Az ebben szereplő értékeket összehasonlítva az osztrák és a német szabványozással is az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat: Födémek hangszigetelési követelményei Elválasztó födémszerkezet MSZ 04.601/2- DIN 4109 ÖNORM B 8115-2 88 R w(d L n,w(d R w(d L n,w(d Dn,w(d L n,w(db ) Lakások ill. üdülőegységek lakószobái és Követelmény 52 55 54 53 55 48 másik lakás bármely helyisége között Ajánlás 55 53 55 46 - - (többlakásos lakóház) Lakások előszobái, konyhái, kamrái, Követelmény 47 58 54 53 55 48 fürdői és másik lakás hasonló helyisége között Ajánlás 52-55 46 - - (többlakásos lakóház) Iker- és sorházakban a szomszédos Követelmény - 45-48 - 46 lakások bármely helyisége között Ajánlás - - - 38 - - Többlakásos lakóépület lakóhelyisége és Követelmény - - 55 53 60 48 alatta elhelyezkedő garázs vagy áthajtórámpa Ajánlás - - - 46 - - között Többlakásos lakóépület lakóhelyisége és Követelmény - - - 53 55 53 felette elhelyezkedő terasz, tetőkert, loggia Ajánlás - - - 46 - - között Kétlakásos lakóépület szomszédos Követelmény 52 55 52 53 55 48 lakásainak bármely helyisége között Ajánlás 55 53 55 46 - - Lakáson ill. üdülőegységen belül Követelmény 47 55 - - - - Ajánlás - - 50 (55) 56 (46) - -
4. Az Ökocell Csend könnyűbeton felhasználásával készített födémszerkezetek lépéshangszigetelése 5 A következőkben bemutatjuk a BauMix Építőipari és Kereskedelmi Kft. által kifejlesztett Ökocell Csend fantázianevű polisztirolgyöngy alapú könnyűbeton lépéshangszigetelési tulajdonságait. A vizsgálatokat az ÉMI Kht. Akusztikai Szakági Laboratóriuma végezte. Ennek során három különböző rétegfelépítésű födémszerkezet helyszíni lépéshanggátlás mérése történt meg. A 2. táblázat a rétegrendeket és a súlyozott helyszíni lépéshanggátlási értékeket tartalmazza. 2. táblázat Összefoglaló az Ökocell Csend lépéshanggátlás vizsgálatáról födém-rétegfelépítés vizsgált mennyiség L n,w [db] 19 cm vastag PK paneles natúr födém 78 4 cm Baumix kalciumszulfát esztrich + 1 rtg. fólia + 7 cm Ökocell Csend 100 könnyűbeton + natúr födém + légrés + 12,5 mm gipszkarton álmennyezet 4 cm Baumix kalciumszulfát esztrich + 1 rtg. fólia + 5 mm Ökocell PE lap + 7 cm Ökocell Csend 100 könnyűbeton + natúr födém+ légrés + 12,5 mm gipszkarton álmennyezet padlószőnyeg + 4 cm Baumix kalciumszulfát esztrich + 1 rtg. fólia + 5 mm Ökocell PE lap + 7 cm Ökocell Csend 100 könnyűbeton + natúr födém+ légrés + 12,5 mm gipszkarton álmennyezet 53 52 48 A 2. ábrán a különböző rétegfelépítésű úsztatott födémek lépéshangszigetelés görbéi láthatók a frekvencia függvényében. Az ábrán a vonatkoztatási görbéket is feltüntettük. 2. ábra Az Ökocell Csend födémszerkezetek helyszíni lépéshanggátlási görbéi A fenti rétegfelépítések helyszíni lépéshanggátlás értékeit összehasonlítva a magyar szabványban szereplő, lakóépületekre és irodaépületekre vonatkozó követelményértékekkel, megállapítható, hogy mindhárom rétegfelépítés teljesíti a szabványban szereplő követelményt, sőt még az ajánlott értékeket is. Csott Róbert Laborvezető ÉMI Épületakusztikai Laboratórium