Sufity podwieszane: akustyka pomieszczeń

Właściwości sufitu podwieszanego, jako największej gładkiej powierzchni w pomieszczeniu, mają ważne znaczenie przy projektowaniu akustyki całego pomieszczenia. Bez względu na to, czy mamy do czynienia z biurem, salą wykładową, sklepem, szpitalem ważne jest, aby zrozumieć wypowiedź rozmówcy, zachować dyskrecję rozmów, skoncentrować się. Akustyka pomieszczeń to dziedzina niezwykle złożona.

Akustyka pomieszczeń

Powszechnie dla określenia poziomu rozumienia mowy używany jest współczynnik "sygnał-szum". Wyraża on różnicę w decybelach pomiędzy poziomem mowy, a poziomem hałasu dochodzącego z otoczenia. Dla zapewnienia jak najlepszego rozumienia mowy, różnica powinna wynosić nie mniej niż 10-15 dB. Z drugiej strony, treść rozmowy nie powinna być słyszana przez osoby postronne, a dźwięki nie powinny przenikać do sąsiednich pomieszczeń. Głośność i natężenie wypowiadanych słów będzie zależeć również od poziomu hałasu dochodzącego z otoczenia. Za hałas należy w tej sytuacji przyjąć wszystkie niepożądane dźwięki docierająca do słuchacza z otoczenia. Dobra dyskrecja rozmów jest możliwa, jeśli współczynnik sygnał - szum wynosi 5 dB.
Natężenie hałasu (głosy innych osób, dźwięk telefonów, wentylacji, klawiatury, sprzętu, kolizje, ruch uliczny) będą również wpływać na koncentrację. Hałas o stałym charakterze nie przeszkadza, o ile jego poziom i rozpiętość częstotliwości są dość szerokie, zaś pasywne środki walki z nim są wystarczające (np. odpowiednie pochłanianie fali dźwiękowej przez sufit nad stanowiskiem pracy).

Podstawowym kryterium oceniającym komfort akustyczny pomieszczenia jest czas pogłosu. Jego wartość wskazuje, jak długo zanikający dźwięk utrzymuje się w pomieszczeniu. Określa, z jak bardzo dynamicznym (lub wprost przeciwnie, jak matowym, stłumionym) środowiskiem akustycznym mamy do czynienia. Dla każdego pomieszczenia, w zależności od jego rozmiaru oraz przeznaczenia (mowa, muzyka), istnieć będzie optymalna rozpiętość czasów pogłosu. Dla potrzeb mowy czas pogłosu nie może być zbyt długi (nie większy niż 0,8 s), w innym przypadku następujące po sobie dźwięki mowy będą się na siebie nakładać, skutkiem czego będzie utrata możliwości rozumienia. Jednakże, jeśli czas pogłosu będzie zbyt krótki (poniżej 0,4 s) to pomieszczenie wydawać się będzie "martwe", ze względu na brak wzmocnienia dźwięku ze strony przestrzeni. To z kolei sprawi, że rozmowa w takim pomieszczeniu będzie bardzo utrudniona, zwłaszcza w przypadku mówienia do grupy osób z pewnej odległości, jak to ma miejsce w przypadku klas lekcyjnych bądź sal konferencyjnych. Z kolei w przypadku muzyki dłuższy czas pogłosu jest korzystniejszy. Oprócz czasu pogłosu ważnymi kryteriami akustycznymi, które podlegają regulacjom z udziałem sufitów podwieszanych, są jeszcze: pochłanianie dźwięku wewnątrz pomieszczenia oraz izolacyjność akustyczna (dźwiękoizolacyjność) pomiędzy pomieszczeniami.

Akustyka pomieszczeń: sufity podwieszane

Każda rozmowa odbywająca się w pomieszczeniu wytwarza fale dźwiękowe, które rozchodzą się od źródła dźwięku w kierunku sufitu, ścian, podłogi i wszystkich przedmiotów znajdujących się we wnętrzu. Napotykając na przeszkody, część energii fali dźwiękowej jest pochłaniana. Jeśli przy każdym odbiciu pochłaniana jest duża ilość dźwięku, uzyskamy cichsze środowisko o krótszym czasie pogłosu. Jeśli zamiast pochłaniać, przeszkoda odbija dźwięk - czas pogłosu wydłuża się, a fale nakładają się na siebie. Tworzy się "hałaśliwe" środowisko. Zbyt duża i zbyt mała wartość pochłaniania dźwięku, o ile nie są one równe wielkościom oczekiwanym, są w równym stopniu nie do zaakceptowania. Dźwiękoizolacyjność dotyczy redukcji dźwięku przenoszonego pomiędzy pomieszczeniami. Jeśli chodzi o sufity podwieszane, to właśnie przestrzeń ponadsufitowa, czyli przestrzeń pomiędzy stropem a sufitem podwieszanym, jest ważną ścieżką przenoszenia dźwięku. Izolacyjność akustyczna zależy od grubości i gęstości elementów, które mają stanowić ochronę przed przenoszeniem fal dźwiękowych. Im cięższy (grubszy) jest dany element, tym cichszy będzie dźwięk przez niego przenoszony, a co za tym idzie, tym lepsza będzie jego zdolność redukcji dźwięku.

Najczęściej stosuje się sufity podwieszane na dużych powierzchniach, dzielonych następnie na mniejsze pomieszczenia. Dlatego w praktyce, powszechnie używa się współczynnika izolacyjności akustycznej wzdłużnej (Dnc). Określa on izolacyjność, gdy źródło dźwięku znajduje się w przylegającym pomieszczeniu, a dźwięk przenoszony jest w poziomie, poprzez dwukrotne przejście przez wspólny sufit podwieszany, znajdujący się nad oboma pomieszczeniami.
Pożądany poziom izolacyjności zależy zarówno od tego, jak duża jest potrzeba dyskrecji rozmowy, a także od hałasu pochodzącego z otoczenia, w którym odbywa się rozmowa. Najlepszym podejściem jest stworzenie równowagi pomiędzy charakterystyką akustyczną ścian i sufitów. Lekkie konstrukcje sufitowe zapewniają bardzo niski poziom izolacyjności, dlatego też należy zwrócić szczególną uwagę na wartość Dnc sufitu, tak by możliwe było osiągnięcie pożądanej wartości dźwiękoizolacyjności pomiędzy pomieszczeniami. Zdolność izolacji akustycznej można mierzyć również innym sposobem. Wskaźnik izolacyjności akustycznej (R lub SRI) jest miarą przenikania fal dźwiękowych, gdy dźwięk przechodzi przez strukturę sufitu podwieszanego jeden raz, na przykład, gdy źródło dźwięku znajduje się w przestrzeni ponadsufitowej lub na wyższym piętrze.

Sufit podwieszany to nie tylko kwestia niezaprzeczalnej estetyki. Kształtowanie warunków pracy w pomieszczeniu biurowym jest nierozdzielnie połączone z zagadnieniami akustycznymi. Ich znajomość i poszanowanie już na etapie projektu pozwala zadbać o komfortowe warunki pracy przyszłych użytkowników pomieszczenia i to niezależnie od jego przeznaczenia.

• Pogłos - dźwięk wybrzmiewający w zamkniętym pomieszczeniu po ustaniu emisji pierwotnego źródła dźwięku, na skutek wielokrotnych odbić fal dźwiękowych od powierzchni (ścian, sufitu, podłogi itd.). Pogłos ma istotny wpływ na jakość i poziom dźwięku w zamkniętym pomieszczeniu.
• Czas pogłosu - czas mierzony w sekundach, w którym dźwięk podlegający odbiciom w zamkniętym pomieszczeniu osłabnie do jednej milionowej (o 60 dB) swej pierwotnej mocy po ustaniu emisji dźwięku.
• Dźwiękoizolacyjność - ogólne pojęcie odnoszące się do odseparowania dźwięku rozchodzącego się w powietrzu przez barierę dzielącą przestrzeń na dwie części.
• Pochłanianie dźwięku - zmiana energii fal dźwiękowych w cieplną (w wyniku tarcia) podczas przechodzenia przez lub zderzenia się z ośrodkiem lub w wyniku wprawienia powietrza w rezonans.

Wskaźnik pochłaniania dźwięku α_w

Wyrażony przy pomocy jednej cyfry wskaźnik opisujący pochłanianie fal dźwiękowych padających na powierzchnię w sposób przypadkowy, zdefiniowany przez normę EN ISO 11654. W metodzie tej z wartości zmierzonych zgodnie z normą ISO20354 dla częstotliwości tercjowych oblicza się dla pasma szerokości oktawy 250, 500,1000, 2000 i 4000 Hz praktyczny współczynnik pochłaniania dźwięku α_p, jako średnią arytmetyczną z pasm tercjowych i zapisuje w postaci wykresu. Na wykres zostaje następnie naniesiona krzywa wzorcowa, która jest stopniowo przybliżana do krzywej wynikającej z pomiarów. Gdy suma odchyleń krzywej rzeczywistej od wzorcowej będzie mniejsza lub równa 0,1 - na osi pionowej odczytuje się wartość α_w dla częstotliwości 500 Hz i podaje ją z dokładnością do 0,05. Wartość ta zawiera się w przedziale od 0,00 do 1,00.

• Izolacyjność akustyczna wzdłużna - termin używany w odniesieniu do przenoszenia dźwięku pomiędzy pomieszczeniami - mierzonego w decybelach.
• Ważony znormalizowany wskaźnik izolacyjności akustycznej wzdłużnej sufitu podwieszanego, Dncw (Weighted Suspended Ceiling Normalised Level Difference) Wyrażony przy pomocy jednej liczby, wynikający z pomiarów wskaźnik określający obniżenie poziomu ciśnienia akustycznego dźwięku przenoszonego nad sufitem pomiędzy pomieszczeniami posiadającymi wspólny sufit podwieszany. Wyznaczany jest zgodnie z normą EN ISO 717-1 na podstawie wyników pomiarów wykonanych wg normy EN 20140-9 dla pasma o szerokości 1/3 oktawy w zakresie częstotliwości od 100 do 3150 Hz.
• Ważony wskaźnik izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych RW (Weighted Sound Reduction Index). Wyrażony przy pomocy jednej liczby, wynikający z pomiarów laboratoryjnych wskaźnik obniżeń poziomu ciśnienia akustycznego po przejściu przez przegrodę, zdefiniowany przez normę PN-EN ISO 717-1:1999 "Akustyka. Ocena izolacyjności akustycznej w budynkach, izolacyjności akustycznej elementów budowlanych izolacyjnych od dźwięków powietrznych" i wyznaczany na podstawie wyników pomiarów wykonanych zgodnie z normą EN 20140-3 dla pasma o szerokości 1/3 oktawy w zakresie częstotliwości od 100 do 3150 Hz. Określa on odporność stropu na przenoszenie dźwięków powietrznych.