Dźwiękochłonność izolacji akustycznych w instalacjach HVAC

Elementy systemów transportujących ciepłe lub zimne powietrze w budynkach mogą generować hałas, który w dłuższej perspektywie obniża komfort akustyczny. Warto więc odpowiedzieć na pytanie dlaczego projektanci i inżynierowie odpowiadający za instalacje HVAC nie powinni ograniczać się jedynie do jednoliczbowego współczynnika dźwiękochłonności αw.

Dźwiękochłonność wyrobów izolacyjnych określa ważony współczynnik pochłaniania dźwięku αw. Parametr ten przyjmuje wartość od 0 do 1, gdzie 0 oznacza całkowite odbicie dźwięku, zaś 1 – pełne pochłonięcie fali akustycznej przez materiał izolacyjny. Dla usystematyzowania produktów dźwiękochłonnych, norma PN-EN ISO 11654:1999 określa klasy pochłaniania dźwięku, przypisywane wyrobom izolacyjnym na podstawie zmierzonego wskaźnika pochłaniania dźwięku:

  • Klasa A – 1,00 ; 0,95 ; 0,90
  • Klasa B – 0,85 ; 0,80
  • Klasa C – 0,75 ; 0,70 ; 0,65 ; 0,60
  • Klasa D – 0,55 ; 0,50 ; 0,45 ; 0,40 ; 0,35 ; 0,30
  • Klasa E – 0,25 ; 0,20 ; 0,15
  • Wyroby nieklasyfikowane – 0,10 i mniej

Jak podkreślają eksperci, analizę parametrów akustycznych wyrobów izolacyjnych najlepiej zacząć jednak od wglądu w raport z badania w laboratorium akustycznym. Może się bowiem zdarzyć tak, że szukając optymalnego produktu, porównywać będziemy materiały o identycznym wskaźniku pochłaniania, a co za tym idzie – o tej samej klasie pochłaniania dźwięku.

W takiej sytuacji nie można zakładać, że mamy do czynienia z wyrobami zamiennymi. Po głębszej analizie okazać się może, że każdy z materiałów posiada odmienną charakterystykę tłumienia, czyli tłumi inne częstotliwości. Jest to nie do wychwycenia, jeśli posługujemy się wyłącznie klasą pochłaniania dźwięku.

Wyznacznik kształtu

Dodatkowych wskazówek informujących o charakterystyce tłumienia warto poszukać w opisie wyrobu za pomocą wyznacznika kształtu, który sugeruje, w jakich częstotliwościach jest on najefektywniejszy. Parametry podawane za pomocą wyznacznika kształtu mają jednak charakter czysto informacyjny, podobnie jak w przypadku wskaźnika pochłaniania dźwięku αw. Obydwa parametry używane są głównie do określania ogólnych wymagań i właściwości dźwiękochłonnych wyrobów stosowanych w miejscach niewymagających obliczeń akustycznych.

W przypadku elementów i miejsc systemów HVAC wymagających takich obliczeń, niezbędna staje się wiedza o pełnej charakterystyce współczynnika pochłaniania dźwięku αs (pogłosowego współczynnika pochłaniania dźwięku, wyznaczanego laboratoryjnie dla każdego pasma tercjowego; 100 Hz, 125Hz, 160 Hz itd).

Jak bardzo potrafią różnić się między sobą produkty izolacyjne o tej samej klasie pochłaniania dźwięku, pokazuje rysunek 1. Porównywane produkty charakteryzują się klasą pochłaniania C. Po przeanalizowaniu wskaźników pochłaniania okazuje się jednak, że płyta izolacyjna o grubości 30 mm posiada wskaźnik pochłaniania dźwięku αw = 0,65 i wyznacznik kształtu MH, co oznacza, że najefektywniej pracuje w zakresie średnich i wysokich częstotliwości. Płyta o grubości 50 mm posiada natomiast wskaźnik pochłaniania dźwięku αw = 0,60 i wyznacznik kształtu LM, co z kolei oznacza, że najefektywniej pracuje w zakresie niskich i średnich częstotliwości.

Rysunek. 1.: Charakterystyki współczynnika pochłaniania dźwięku płyt z wełny skalnej o gęstości 80 kg/m3 z pokryciem z płótna o grubościach 30 mm i 50 mm.

Rola pokrycia w izolacjach akustycznych

Na parametry akustyczne izolacji wpływa również sposób wykończenia powierzchni zewnętrznej wyrobu. Jak duży jest wpływ rodzaju pokrycia zewnętrznego płyty izolacyjnej, pokazuje rysunek 2. Widzimy na nim płyty izolacyjne o grubości 50 mm każda, z pokryciem z welonu szklanego oraz z dwóch rodzajów płótna.

Z wykresu wyraźnie widać, że jedno z płócien posiada wyraźnie lepszą charakterystykę. Wynika to z niższej gęstości zastosowanego płótna, która powoduje, że fala akustyczna lepiej wnika w głąb materiału włóknistego i ulega wytłumieniu. W efekcie mniejsza część energii akustycznej ulega odbiciu.

Rysunek 2.: Charakterystyki współczynnika pochłaniania dźwięku płyt z wełny skalnej o gęstości 80 kg/m3 i grubości 50 mm pokryte , welonem szklanym (1), płótnem o małej gęstości oraz płótnem o dużej gęstości.

Izolacja akustyczna wewnątrz kanałów wentylacyjnych

W sytuacjach, gdy konieczne jest ograniczenie przenoszenia hałasu przez strumień powietrza, a z różnych względów niemożliwe bądź utrudnione jest wykorzystanie tłumików akustycznych, zaleca się użycie izolacji z wełny mineralnej wewnątrz kanałów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. W przypadku tego typu zastosowań bardzo istotny jest dobór rozwiązań o wysokiej wytrzymałości mechanicznej.

Płyty przeznaczone do zastosowań w akustyce doskonale sprawdzają się jako:

  • izolacja akustyczna wewnątrz kanałów wentylacyjnych,
  • wypełnienie kulis szczelinowych tłumików akustycznych,
  • izolacja dźwiękochłonna skrzynek rozprężnych,
  • izolacja dźwiękochłonna w centralach wentylacyjnych,
  • izolacja akustyczna ścian maszynowni i szachtów instalacyjnych.