Použitie elastifikovaného polystyrénu na tlmenie krokového hluku

Na zabezpečenie tlmenia krokového hluku v podlahe je potrebné použiť izolačné materiály s nízkou dynamickou tuhosťou.

Stavebná akustika využíva v boji proti šíreniu hluku vlastnosť stavebných konštrukcií, ktorá sa nazýva nepriezvučnosť. Nepriezvučnosť stavebnej konštrukcie je jej schopnosť prepúšťať zvuk v oslabenej miere do chráneného priestoru.

Podľa spôsobu prenosu zvuku sa rozlišuje nepriezvučnosť:

• vzduchová – akustická energia sa šíri vzduchom cez stavebné konštrukcie opäť do vzduchu,
• kroková – akustická energia sa šíri zo stavebnej konštrukcie, ktorá bola uvedená do ohybového vlnenia vplyvom impulzov (kroky, pád predmetov a pod.).

Zvuk sa pritom môže šíriť vzduchom, kmitaním a cez stavebné konštrukcie vedľajšími cestami (obr. 1).

Vzduchová nepriezvučnosť

Ukazovateľom vzduchovej nepriezvučnosti, teda akustickou kvalitou stavebnej konštrukcie je vážená hodnota vzduchovej nepriezvučnosti R, v minulosti označovaná ako stupeň vzduchovej nepriezvučnosti.

Kroková nepriezvučnosť

Pochôdzne stavebné konštrukcie (podlahy, stropy, strechy) majú chránený priestor izolovať tak proti hluku šíriacemu sa vzduchom, ako aj proti hluku spôsobenému mechanickými imuplzmi (chôdzou, pádom alebo posunom predmetov a pod.). Tieto impulzy vytvárajú v stavebnej konštrukcii ohybové vlny, ktoré ju uvádzajú do difúzneho chvenia a stavebná konštrukcia tak vyžaruje do vzduchu v chránenom priestore tzv. krokový hluk.

Kroková nepriezvučnosť je:

• schopnosť brániť šíreniu zvuku vznikajúceho rázmi (klopanie podpätkov, posun stoličiek, nábytku a pod.) pevnou konštrukciou,
• vyjadrená váženou hladinou akustického tlaku krokového zvuku L´n,w (dB).
• Minimálne požadované hodnoty vzduchovej nepriezvučnosti a maximálne požadované hodnoty váženého priemeru normalizovanej hladiny krokového zvuku stanovuje STN 73 0532: 2013: Akustika. Hodnotenie zvukovoizolačných vlastností budov a stavebných konštrukcií. Požiadavky.

Normatívne hodnoty váženého priemeru hladiny akustického tlaku krokového zvuku L´n,w sa pohybujú v rozpätí od 63 do 38 dB v závislosti od typu budovy, miestnosti a zdroja hluku.

Základný princíp tlmenia hluku

Rozhodujúci vplyv na akustickú účinnosť celej plávajúcej podlahy má kroková izolácia, t. j. pružná zvuková a tepelnoizolačná vrstva (izolačná podložka). Na utlmenie krokového hluku sa odporúča používať zásadne materiály, ktoré sú zaradené podľa STN 73 0532: 2013 do I. kategórie, t. j. vyznačujú sa veľmi nízkou dynamickou tuhosťou 10 až 30 MPa/m.

Z akustického hľadiska platí, čím mäkšia kroková izolácia, tým nižšia dynamická tuhosť a lepší krokový útlm. Žiaľ, na druhej strane platí, čím mäkšia kroková izolácia, tým väčšia deformácia a zároveň nižšia zaťažiteľnosť.

Z tohto dôvodu je potrebné hľadať v širokom sortimente krokových izolácií pre konkrétnu podlahu optimálnu kombináciu akustickej účinnosti a prijateľného stlačenia daného typom roznášacej dosky (ťažké podlahy znášajú väčšie stlačenie ako ľahké).

Na dosiahnutie prijateľnej deformácie sa dosky na krokový útlm vyrábajú v hrúbkach do 50 mm. V prípade potreby väčšej hrúbky sa neodporúča napr. položiť dve dosky na seba, pretože výsledný krokový útlm by sa už v podstate nezlepšil, iba by narástlo nežiaduce stlačenie s možnosťou poruchy podlahy.

Ak je potrebná väčšia hrúbka izolačnej vrstvy ako 50 mm, je vhodné kombinovať mäkkú krokovú izoláciu s hrúbkou max. 50 mm a pevný izolačný materiál s nízkym stlačením, najčastejšie expandovaný polystyrén EPS 100. Tak sa zabezpečí požadovaný krokový útlm a prijateľné stlačenie celej podlahy.

Expandovaný polystyrén EPS 100 vykazuje pri plošnom zaťažení 2 000 kg/m² deformáciu menšiu ako 2 % s možnosťou lineárnej interpolácie deformácie pri nižšom zaťažení. Pri bežnom zaťažení, napr. 400 kg/m², tak vykazuje pri hrúbke napr. 100 mm defromáciu menšiu ako 4 %, t. j. menšiu ako 0,4 mm.

Častou otázkou je, či sa má doplnková izolácia klásť nad alebo pod dosky krokovej izolácie. Zvyčajne sa mäkká izolácia ukladá naspodok, pretože dobre vyrovná prípadné nerovnosti v podklade (výstupky sa do nej vtlačia). Pri uložení pevných dosiek EPS 100 na nerovný podklad by pod nimi zostali nežiaduce medzery s postupným dosadaním.

Účinné riešenia proti krokovému hluku

Zvuk od dupania, klepania a nárazov predmetov na zem sa šíri tvrdými konštrukciami (napr. betónom). Najúčinnejším riešením proti tomuto typu hluku je realizácia plávajúcej podlahy s akustickou podložkou s hrúbkou 20 až 40 mm.

Podľa hmotnosti roznášacej dosky sa rozdeľujú plávajúce podlahy na ťažké s betónovým alebo anhydritovým poterom (obr. 2) a ľahké plávajúce podlahy s doplnením krokovej podložky o 1 až 3 roznášacie dosky OSB alebo zo sadrovlákna (v závislosti od pevnosti).

Pre ťažké plávajúce podlahy sú pritom v porovnaní s ľahkými plávajúcimi podlahami charakteristické vysoké hodnoty vzduchovej a krokovej nepriezvučnosti, a preto sú na tento účel najvhodnejším riešením.

Vhodným akustickým materiálom do akustických plávajúcich podláh sú tvrdené dosky na báze čadičovej a sklenej vlny, ale aj elastifikovaný penový polystyrén. Maximálne stlačenie týchto dosiek by malo byť pri správnej aplikácii 2 až 5 mm. Čím je pevnosť podlahových dosiek vyššia, tým je vo väčšine prípadov ich schopnosť tlmiť krokový hluk nižšia.

V projektovej dokumentácii a počas realizácie by sa z tohto dôvodu mala nájsť správna rovnováha medzi pevnosťou a akustickou schopnosťou. Rozsah hrúbok, prehľad vhodných materiálov s hodnotou maximálneho stlačenia a krokového útlmu je uvedený v tab. 1.

Okrem štandardnej plávajúcej podlahy je možné zhotoviť aj variant s podlahovým vykurovaním. Na to sa väčšinou využívajú polystyrénové tvarovky, do ktorých sa kladú vykurovacie hadice a potom sa celá konštrukcia spevní vrstvou anhydritového poteru (obr. 3).

Elastifikovaný polystyrén

Elastifikácia je technologická úprava EPS, ktorá umožňuje vyrábať penový polystyrén s vopred zvolenou pružnosťou (vyjadrenou dynamickou tuhosťou). Spôsobov, ako elastifikáciu vykonať je veľa. V princípe sa polystyrénové bloky stláčajú pomocou mechanického lisu približne na 1/3 svojej pôvodnej hrúbky.

Po uvoľnení tlaku sa vrátia približne do 4/5 pôvodnej hrúbky. Týmto spôsobom sa poruší štruktúra buniek a výrazne sa tak zlepšia jeho akustické vlastnosti. Elastifikovaný materiál potom s využitím princípu „hmota – pružina – hmota“ umožňuje vytvárať vysokoizolačné akustické konštrukcie.

Ťažké plávajúce podlahy s elastifikovaným polystyrénom

Plávajúca podlaha je vlastne roznášacia, mechanicky tuhá doska, ktorá je uložená na materiáli s nízkou dynamickou tuhosťou, ktorý zabezpečí vysokú akustickú účinnosť. Tuhá doska musí byť akusticky (pružne) oddelená zároveň od všetkých ďalších pevných konštrukcií (steny, rúry, vykurovanie a pod.), ktoré by inak tvorili akustické mosty a významne znižovali akustický účinok. Na účinnú akustiku, rovnako ako účinnú tepelnú izoláciu, je veľmi dôležité správne riešenie všetkých podstatných detailov (obr. 4).

1. Nášľapná vrstva

Nášľapné vrstvy ťažkých plávajúcich podláh môžu tvoriť najrozličnejšie materiály. Najčastejšie sa používa dlažba, koberec, materiály na báze dreva, povlakové krytiny, lamináty a pod.

2. Roznášacia doska

Najčastejším riešením je monolitická betónová roznášacia doska alebo aj liaty anhydrit. Samotný návrh dosky musí zohľadniť základné vstupné údaje, ktorými sú veľkosť zaťaženia a tuhosť podkladovej izolácie. Zo statického hľadiska ide o pôsobenie tenkej Kirchhoffovej izotropnej dosky na pružnom Winkler-Pasternakovom podklade. Konkrétne pre elastifikovaný polystyrén a normatívne úžitkové zaťaženie max. 4 kN/m² sa väčšinou používa železobetónová doska s hrúbkou 50 mm, betón C20, výstužná sieť W4 s okami 150/150 mm.

3. Separačná fólia

Hlavným účelom je zabezpečiť, aby sa mokrá zmes betónu alebo anhydritu nedostala do medzier medzi podkladové dosky EPS a po zatvrdnutí nevytvorila tepelné a akustické mosty. Zároveň je zachovanie zámesovej vody dôležité na tvrdnutie roznášacej betónovej dosky.

4. Elastifikované dosky na krokový útlm

Rozhodujúci vplyv na akustickú účinnosť celej plávajúcej podlahy má pružná zvukovo- a tepelnoizolačná doska (izolačná podložka). Pre plávajúce podlahy bol vyvinutý tzv. elastifikovaný polystyrén, ktorý patrí medzi najkvalitnejšie výrobky na tlmenie zvuku do podlahových konštrukcií, pretože sa vyznačuje požadovanou veľmi nízkou dynamickou tuhosťou 10 až 30 MPa/m a podľa STN 73 0532 je zaradený do I. kategórie (tab. 2 a 3).

Vyrába sa v dvoch variantoch:

• elastifikovaný polystyrén ISOVER EPS Floor 4000 je určený do ťažkých plávajúcich podláh s normatívnym prevádzkovým zaťažením max. 4 kN/m² (400 kg/m²). Ide o podlahy v prednáškových sálach, školských triedach, knižniciach, obchodných domoch, kanceláriách, bytoch a pod.,
• elastifikovaný polystyrén ISOVER EPS Floor 5000 je určený do ťažkých plávajúcich podláh s normatívnym prevádzkovým zaťažením max. 5 kN/m² (500 kg/m²). Ide o podlahy na tribúnach vrátane chodieb, ktoré k nim vedú, v archívoch, na javiskách divadiel a pod.

5. Dilatačný obvodový pásik

Na zabezpečenie správnej funkcie plávajúcej podlahy je potrebné aplikovať po celom obvode dilatačný obvodový pásik z pružného materiálu. Tým sa zabráni prenosu krokového hluku z roznášacej dosky do zvislých stavebných konštrukcií a zabezpečí sa dosiahnutie požadovaných akustických parametrov podlahy. Zároveň je potrebné roznášaciu dosku pružne oddeliť od všetkých ďalších pevných konštrukcií (rúry, stĺpy, konzoly a pod.).

6. Doplnková tepelná izolácia

Na splnenie požiadaviek na tepelnú izoláciu podľa STN 73 0540 je potrebné okrem stropov medzi vykurovanými priestormi takmer vždy aplikovať tepelnoizolačnú vrstvu. Najčastejšie používaným materiálom na tento účel je EPS 100. Celková tepelná izolácia tak bude súčtom izolačného účinku dosiek ISOVER EPS Floor a EPS 100.

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály 5/2018.