Hogyan szigetelhető hangszigeteléssel egy acél szerkezetű épület?

Miért jelentenek egyedi hangszigetelési kihívást az acélvázas épületek?

Légvezetéses és ütésre adott zajerősítés az acél magas sűrűsége és rezonanciája miatt

A acél sűrű szerkezete, amely körülbelül 7800 kg/m³-es sűrűségű, segít elszigetelni a magas frekvenciás zajokat, például az emberek beszédét vagy az elhaladó járművek zaját – ezt a jelenséget tömegtörvény elvnek nevezik. De ennek a történetnek van egy másik oldala is. Az acél viszonylag merev anyag, ami azt jelenti, hogy valójában meglehetősen erősen rezeg alacsony frekvenciás hangok hatására, különösen 250 Hz alattiaknál. Gondoljunk például gépek mély zümmögésére vagy a fűtési rendszereken keresztül terjedő rezgésekre. A Kanadai Nemzeti Kutatási Tanács (NRC) 2023-as kutatása szerint ezek a rezgések akár 6–12 decibelrel is erősíthetik az alacsony frekvenciás zajokat. Ha az acéllemezeket nem megfelelően burkolják be, akkor egyfajta nagyméretű dobhártyaként viselkednek: bármely rájuk érkező hangot több mint 95 százalékban visszavernek, kellemetlen visszhangokat okozva, amelyek túlságosan hosszan tartanak a helyiségekben.

Szerkezeti zajterjedés: Hogyan terjednek a rezgések a fémes vázszerkezeteken és kapcsolódási pontokon keresztül

A lépések, futó gépek vagy mozgó alkatrészek okozta rezgések szupergyorsan terjednek az acélvázakon keresztül, néha 5000 méter/másodperc feletti sebességgel. Ezek a rezgések átjutnak a szokásos hangszigetelő anyagokon keresztül a csavarokon, hegesztési pontokon és egyéb szerkezeti illesztéseken keresztül. Emellett alacsony frekvenciájú hangokat is továbbítanak meglehetősen hosszú távolságra, néha akár 30 méterre is elérhetik a forrástól. Az acél természetes módon nem csökkenti ezeket a rezgéseket olyan hatékonyan, mint a fa. Tesztek kimutatták, hogy az acél körülbelül háromszor annyi rezgésenergiát bocsát ki, mint a fa, körülbelül 100 Hz-es frekvencián. Ez jelentős különbséget jelent a gyakorlati alkalmazásokban, ahol a zajterjedés szabályozása fontos.

Hatékony hangszigetelési stratégiák acélvázas épületek burkolataihoz

Akusztikai minősítésű szigetelt fémpanelek (IMP-k) és kompozit falrendszerek

A hangszigetelésre tervezett szigetelt fémpanelek (IMP-k) közvetlenül a falakba építik be a hangszabályozást. A panelek működése abban áll, hogy ásványgyapotot vagy üveggyapotot zárnak közéjük két acélréteg közé. Ez a felépítés 45–55-ös hangátviteli osztályzatot (STC) érhet el anélkül, hogy rombolná a épület hőszigetelési hatékonyságát. A szokásos fém burkolat erre nem képes. Az IMP-knél a hanghullámok a középső rétegben nyelődnek el, és hővé alakulnak, ahelyett, hogy visszaverődnének. Tesztek szerint ezek a panelek kb. 60 százalékkal jobban csökkentik a levegőn keresztül terjedő zajt, mint a szigetelés nélküli sima acélfalak. Ez logikus, ha figyelembe vesszük az olyan kereskedelmi épületeket, ahol a zajszabályozás különösen fontos.

Rétegzett szerkezet: légrés, rugalmas csatornák és folyamatos tömítés a mellékutakhoz

Többfokozatú szerelvények a szerkezeti zaj elleni védelem érdekében stratégiai elválasztással és tömegnöveléssel. Egy háromfázisú megközelítés biztosítja az optimális eredményt:

Ez a technika a tömeg-rugó fizikai elvein alapul. A súlyos anyagok – például a tömegbetöltött vinil vagy a vastag gipszkarton – akadályt képeznek a külső zaj ellen, miközben a belső, elkülönített felületek elnyelik a bejutó hangot. Ennek pontos kivitelezése nagyon fontos. Bármely rés a lapok között, a csövek körül vagy ott, ahol a falak a padlóval találkoznak, hangszivárgáshoz vezet. Tanulmányok meglepő eredményt is mutattak: csupán az egész falfelület 1%-a nyitott tér esetén a hangszigetelési teljesítmény 50%-kal csökkenhet. Ezért a részletekre való figyelmeztetés a telepítés során olyan nagy hatással van a gyakorlati alkalmazásokban.

A szerkezeti zaj elkülönítésének decoupling technikái acélvázas építésnél

Hangszigetelő klipek, lebegő padlók és rezgéselnyelő felfüggesztések acélgerendákhoz

Amikor a építészetben a decouplingról (elválasztásról) beszélünk, valójában azt tesszük, hogy elkülönítjük az épület különböző részeit, így a rezgések ne terjedhessenek olyan könnyen át rajtuk. Azok a kis hangszigetelő klipek, amelyeket acélgerendák és gipszkarton csatornák közé helyeznek, meglehetősen jól működnek, mert gumiszerű anyagot tartalmaznak belül, amely elnyeli az ütéseket. Egyes tanulmányok szerint körülbelül háromnegyedével csökkentik a szerkezeten keresztül terjedő zajt, bár az eredmények a telepítés minőségétől függően változnak. A padlóknál a lebegő szerkezetek speciális alátétekkel olyanok, mint a hangszigetelő takarók, és fizikai akadályt képeznek a nem kívánt rezgések ellen. A gépi berendezéseket speciálisan kialakított tartókon függesztik, amelyek csökkentik a rezgés átvitelét az épület egészében. Ha megfelelően végzik el, mindezek a módszerek megszakítják azokat a zavaró rezgés-hidakat, amelyeken keresztül a zaj szívesen jut be, általában 15–20 decibelnyire csökkentve a zajszintet. Ez jelentős különbséget jelent olyan lakásokban vagy irodákban, amelyek acélvázra épültek, és a csend fontos szempont.

Célzott felújítások acélvázas épületek kritikus gyenge pontjain

STC-minősítésű hangszigetelő ajtók, rétegelt/dupla üvegezésű ablakok és perem tömítések

Az acélvázas épületek gyakran problémás helyeket mutatnak a bejáratok környékén. Az STC 45-ös vagy annál magasabb értékkel rendelkező ajtók lényegesen hatékonyabban akadályozzák meg a szomszédos terek vagy a külső környezetből érkező zajt. A rétegelt üvegből vagy dupla üvegezésből (a panelek közötti kis levegőréteggel) készült ablakok kb. 50%-kal csökkentik a hangátvitelt összehasonlítva a hagyományos egyszeres üveglapokkal. Az ajtók és ablakok körül alkalmazott, gumiszerű anyagból készült peremtömítések majdnem folytonos tömítést biztosítanak az élek mentén. Ezek a tömítések megakadályozzák a legtöbb zavaró oldali csatornás zajt, amely a különböző épületalkotó elemek közötti réseken keresztül jut be.

Belső hangelnyelés: mennyezeti akusztikai függönyök, akusztikai válaszfalak és tömegterheléses vinil alkalmazások

A acél hajlamos mindenfelé visszatükrözni a hangot, ezért a belső felületeknek valahogyan ellensúlyozniuk kell ezt a hatást. Az ilyen nagy, nyitott terekben – például raktárakban vagy magas mennyezetű gyárépületekben – a felfüggesztett mennyezeti hangelnyelő elemek, amelyek ásványgyapottal vannak kitöltve és legalább 0,8-as NRC-értékkel rendelkeznek, kiválóan csökkentik az visszhangzó zajokat. Amikor az ilyen épületeken belül különböző területeket kell elkülöníteni, egyre népszerűbbek a moduláris akusztikai válaszfalak. Ezek általában üveggyapottöltetet tartalmazó, textíliából készült burkolattal rendelkeznek, és rugalmasságot, valamint jó akusztikai teljesítményt kínálnak irodák és gyártóüzemi területek közötti elkülönítéshez. Olyan területeken, ahol intenzív ütőhatások érnek, a tömegterhelt vinil (MLV) közvetlen felhordása az acélvázra jelentős javulást eredményezhet. A rezgésátvitel csökkenése 20–30 decibel között mozog, miközben a hasznos padlóterület megmarad az üzemi tevékenységek számára.

GYIK

Miért erősítik fel a zajt az acélvázas épületek?

Az acél magas sűrűsége segít elzárni a magasfrekvenciás zajokat, de merevsége miatt rezeg alacsonyfrekvenciás hanghatásra, ezzel erősítve ezeket a zajokat.

Hogyan terjednek az rezgések az acél szerkezetekben?

A rezgések gyorsan terjednek az acélban, néha másodpercenként 5000 méternél is többet, és kikerülhetik a szokásos hangszigetelő anyagokat a szerkezeti illesztéseken keresztül, zajátvitelt okozva.

Milyen hangszigetelő intézkedések bizonyultak a leghatékonyabbnak acél épületekben?

Akusztikailag minősített fémpanelek, rugalmas csatornák, valamint speciális szigetelőanyagok és tömítőanyagok hatékonyan csökkenthetik a zajátvitelt acélszerkezetes épületekben.

Mik az acél épületekben gyakori gyenge pontok a zaj szempontjából?

A gyakori gyenge pontok közé tartoznak az ablakok, ajtók és a szerkezeti illesztések, ahol a hang könnyen átjuthat réseken vagy megfelelően le nem zárt területeken keresztül.