OSB desky a jejich vliv na neprůzvučnost dřevostaveb

Tento článek představuje shrnutí základních informací relevantních pro navrhování konstrukcí dřevostaveb z hlediska vzduchové neprůzvučnosti. Zaměřuje se na masivní systémy i skeletové systémy dřevostaveb a na zvláštnosti akustického chování dřevěných stropních konstrukcí s násypy. Jsou popsány obecné principy, které mohou sloužit jako užitečná vodítka pro architekty a projektanty při návrhu konstrukcí s dřevěnými prvky.

Obecné principy akustiky dřevostaveb

Dřevostavby jsou skupinou ekologicky šetrných konstrukcí, která dosáhla vysokého podílu na stavebním trhu. Tradičně silné postavení mají dřevostavby ve Skandinávii, Kanadě a USA. Dřevěné konstrukce se z pohledu akustiky odlišují od zděné výstavby zejména nižší hmotností a často i vícenásobným charakterem konstrukcí.

Vliv hmotnosti a dalších parametrů na neprůzvučnost

Obecně se udává, že čím vyšší je plošná hmotnost dělící konstrukce, tím vyšší neprůzvučnosti konstrukce dosahuje. V oblasti rezonance a vlnové koincidence jsou pro neprůzvučnost jednoduché stěny významné i další parametry jako dynamický modul pružnosti, ztrátový činitel, výška a délka konstrukce. V případě víceprvkových konstrukcí, mezi které se dřevostavby často řadí, neprůzvučnost podstatně ovlivňuje také víceprvková rezonance a útlum zvuku včetně možného stojatého vlnění ve vzduchové mezeře.

Hodnocení neprůzvučnosti

Hodnocení neprůzvučnosti konstrukcí probíhá v ČR pomocí veličiny vážená stavební neprůzvučnost R'w [dB] pro zvukově-izolační pásmo zohledňující kmitočty od 100 Hz do 3150 Hz. Vhodnějším deskriptorem dle [4] mohou být faktory přizpůsobení spektru rozšířené právě o nízké frekvence C50-3150 [dB] a Ctr50-3150 [dB].

Typy dřevěných konstrukcí a jejich akustické vlastnosti

Při návrhu dřevěných konstrukcí máme na výběr mezi mnoha konstrukčními variantami a jejich kombinacemi. Podrobnější členění dřevěných konstrukcí je pro snazší představu čtenáře uvedeno v Tab. 1 (stěnové konstrukce) a v Tab. 2 (stropní konstrukce).

Čtěte také: Pracovní MDF desky

Masivní dřevěné konstrukce

Masivní dřevěné konstrukce lze rozdělit na tradiční (srubové a roubené stavby) a novodobé (stavby z vrstveného masivu, stavby ze skládaných přířezů a stavby z dílcových prvků) [7]. Masivní systémy můžeme z pohledu stavební akustiky chápat jako jednoduché konstrukce, buď jednovrstvé, nebo vícevrstvé. Masivní systémy mají oproti skeletovým systémům dřevostaveb vyšší plošnou hmotnost. I přesto se však ve srovnání s jinými konstrukcemi na silikátové nebo cihelné bázi jedná o poměrně lehké konstrukce. Konstrukce z masivního dřeva jsou oproti tradičním konstrukcím více zatíženy problémem bočního přenosu zvuku (v závislosti na kvalitě návrhu a provedení 0 až 10 dB, dle [8]). Z akustického hlediska je rovněž důležité, jak jsou desky masivní konstrukce spojeny (lepením nebo hřebíkovými spoji). Hřebíkové spoje můžeme považovat za vhodnější, protože lepením se zvyšuje tuhost konstrukce, čímž se snižuje neprůzvučnost konstrukce. Stejně jako u jakékoliv jiné masivní konstrukce lze zvýšení neprůzvučnosti dosáhnout zvýšením plošné hmotnosti. Jak již bylo řečeno, v oblasti platnosti zákona hmotnosti se neprůzvučnost zvyšuje o 6 dB na každé zdvojnásobení plošné hmotnosti - což není příliš efektivní.

Skeletové systémy dřevostaveb a OSB desky

Skeletové systémy dřevostaveb zahrnují celou řadu odlišných typů konstrukcí, které se obvykle skládají z dřevěných sloupků, prahů a trámů (nebo fošen), které jsou většinou opláštěny OSB deskami. Jedná se proto o víceprvkové konstrukce, které oproti jednoduchým silikátovým stěnám mají výhodu útlumu v alespoň jedné vzduchové mezeře. Konstrukce dřevěných skeletů se dají charakterizovat jako konstrukce sendvičové s relativně nízkou plošnou hmotností. Stejně jako u masivních konstrukcí, je i zde vážným problémem boční přenos zvuku.

Vzduchovou mezeru se z hlediska neprůzvučnosti doporučuje provádět maximálně do tloušťky 200 mm, protože při jejím dalším zvětšování již útlum významně nenarůstá. Mezeru, která vznikne mezi jednotlivými plášti, se vždy také doporučuje vyplnit materiálem pohlcujícím zvuk a to nejméně do poloviny tloušťky mezery. Díky tomuto opatření se efektivně eliminuje stojaté vlnění. Významnými parametry materiálu pohlcujícího zvuk (nejčastěji minerální, skelná nebo kamenná vlákna), který použijeme k vyplnění vzduchové mezery, jsou objemová hmotnost a tloušťka tohoto materiálu. Pokud však materiál eliminující stojaté vlnění nebude použit vůbec, neprůzvučnost poklesne na všech kmitočtových pásmech. Na Obr. 1 je ukázán význam použití materiálu pohlcujícího zvuk ve vzduchové mezeře mezi dvěma plášti dřevěné stěny (vzduchová mezera 75 mm + kovový rošt oboustranně opláštěný deskami Bukolamid Duplex, tl. 10 mm) s minerální plstí tl. 50 mm.

Vzduchová neprůzvučnost stěn s dřevěnými prvky

Tento článek se věnuje akustickým vlastnostem stěnových konstrukcí s dřevěnými prvky, které jsou určeny zejména pro obytné budovy. Popsány jsou tři příklady stěn: příčka mezi dvěma místnostmi v rámci jednoho bytu, stěna oddělující dva různé byty a obvodová stěna. Rozbor je založen na výsledcích laboratorních zkoušek vzduchové neprůzvučnosti. Stěny mají ve všech případech dřevěný nosný rám s vláknitou izolační výplní a oboustranný obklad stavebními deskami.

Vnitřní příčky oddělující místnosti v rámci bytů v rodinných nebo bytových domech mívají jednoduchý dřevěný rám s tloušťkou sloupků mezi 60 mm a 120 mm, vyplněný minerální vatou a oboustranně opláštěný jednou vrstvou sádrovláknitých nebo sádrokartonových desek. Celková tloušťka zkušební stěny (A) byla 150 mm a plošná hmotnost 45 kg.m^-2 (včetně dřevěného rámu). Vážená (laboratorní) neprůzvučnost obou stěn je Rw = 42 dB. Příčka s dřevěnou konstrukcí vykazuje nižší neprůzvučnost ve frekvenční oblasti pod 125 Hz (rezonanční kmitočet f₀ ≈ 55 Hz) a v oblasti nad 1600 Hz (kritický kmitočet f_c ≈ 2380 Hz). Změna tloušťky vzduchové mezery nemá na vzduchovou neprůzvučnost výrazný vliv, neboť ta je limitována přenosem zvuku dřevěnými sloupky, které představují tuhé akustické spojení mezi oběma plášti.

Čtěte také: Stavební desky OSB 15mm

Zkušební stěna (C) měla dva nezávislé dřevěné rámy vyplněné minerální vatou a vzájemně oddělené vzduchovou mezerou. Každý rám byl z vnější strany opláštěný dvěma vrstvami sádrovláknitých desek (celková tloušťka stěny byla 320 mm a plošná hmotnost 95 kg.m^-2, včetně dřevěných rámů). Vážená neprůzvučnost lehké dvojité stěny (C) s dřevěnými prvky je Rw = 70 dB a zděné stěny (D) Rw = 55 dB. Dřevěná stěna má nižší neprůzvučnost pouze ve frekvenční oblasti pod 80 Hz (rezonanční kmitočet f₀ ≈ 30 Hz).

Obvodové stěny dřevostaveb mají větší tloušťku a více vrstev v porovnání s vnitřními stěnami. Na exteriérové straně bývají opatřeny systémem ETICS a na interiérové straně sádrokartonovým obložením. Zkušební stěna (E) měla rám z předem izolovaných dřevěných nosníků s průřezem tvaru I 60/160 mm, mezi které byla vložena dřevovláknitá výplň. Na interiérové straně byly OSB desky (9 kg.m^-2), vzduchová mezera 40 mm s vodorovnými dřevěnými profily, dřevovláknitou výplní a sádrovláknitými deskami (14 kg.m^-2). Celková plošná hmotnost stěny byla 70 kg.m^-2, tloušťka 310 mm a součinitel prostupu tepla přibližně 0,18 W.m^-2. Vážená neprůzvučnost obvodové stěny (E) je Rw = 51 dB a Rw + Ctr = 42 dB.

Pro lehkou stěnu s dvojitým dřevěným rámem (C) lze na základě výsledků popsaných výše předpokládat váženou stavební neprůzvučnost R´w ≈ 65 dB a R´w + C50-3150 ≈ 57 dB. Pro zděnou stěnu (D) R´w ≈ 53 dB a R´w + C50-3150 ≈ 52 dB. To znamená, že dřevěná stěna (typ C) je z hlediska zvukové izolace sice lepší než stěna zděná, ale rozdíl mezi nimi není tak velký, jak by se mohlo zdát jen z porovnání hodnot Rw.

Stropní konstrukce a kročejový hluk s využitím OSB desek

Posuzování vodorovných konstrukcí, tj. stropů a podlah, můžeme rozdělit na dvě části - na požadavky na zvukovou izolaci stanovenou pro zvuk šířící se vzduchem, tj. vzduchová neprůzvučnost, a na zvuk kročejový. Kročejový hluk vzniká v důsledku dynamického zatížení mechanickými nárazy do konstrukce budovy (při chůzi, nahodilým nárazem předmětu na podlahu nebo při manipulaci např. s nábytkem). V důsledku nárazů vzniká chvění (vibrace), které je přenášeno do nosné konstrukce objektu. Chvějící se konstrukce vyzařuje zvukové vlny do vzduchu ve vnitřních prostorách objektu (chvění definujeme jako mechanické vlnění v oboru slyšitelného zvuku, tj. 16 až 16 000 Hz). Pro kročejovou neprůzvučnost je charakteristické, že zdroj hluku (na rozdíl od vzduchové neprůzvučnosti) je v přímém kontaktu s dělící konstrukcí. Zvuková energie, která vzniká mechanickým nárazem na konstrukci, se přenáší ve formě vibrací a má charakter impulsů. Schopnost konstrukce tento typ hluku tlumit se nazývá kročejová neprůzvučnost.

Kročejová neprůzvučnost stropních konstrukcí obecně je velmi nízká a zpravidla je třeba k její skladbě navrhnout adekvátní podlahovou konstrukci, která zlepšuje zvukově izolační vlastnosti dělící horizontální konstrukce, zejména s ohledem na zmíněnou kročejovou neprůzvučnost. Zde se OSB desky mohou používat jako lehká plovoucí podlaha, opět se však posuzuje skladba jako celek se všemi vrstvami a komponenty.

Čtěte také: Kvalitní OSB desky Hluboká

Násypy ve stropních konstrukcích

Násyp (písek, škvára, stavební suť, vápencová drť a podobně) ve skladbě podlahy je stavebním materiálem, který byl tradičně užíván v trámových a fošnových stropech. V některých konstrukčních systémech se s výhodou používá dodnes. Obecně platí, že čím vyšší je objemová hmotnost násypu, tím vyšší hodnoty vzduchové neprůzvučnosti je docíleno. Na Obr. 2 je znázorněn vložný výpočtový útlum vlivem násypu o různých plošných hmotnostech (90 a 45 kg/m²) ve skladbě podlahy. Násyp pomáhá zvýšit vzduchovou neprůzvučnost stropní konstrukce mnohdy více, než kdyby byla použita těžká plovoucí podlaha stejné hmotnosti (násyp využívá výhodné kombinace vysoké hmotnosti a malé tuhosti). Na zvukovou izolaci dané stropní konstrukce však nemá vliv pouze plošná hmotnost násypu, ale také to, na jaký materiál násyp klademe (je nutné zabránit propadávání násypu skrze tuto vrstvu v důsledku sesychání dřeva nebo reologických změn, například položením separační vrstvy, lepenky a podobně).

Vliv násypu lze ukázat na příkladu z literatury [2]. Jedná se o dřevěný trámový strop (trámy 140/200 mm s roztečí 700 mm a prkenný záklop tloušťky 28 mm) se dvěma variantami podlahového souvrství. První varianta podlahového souvrství zahrnuje silikátový materiál v kombinaci s pružnou vrstvou z minerálních vláken, zatímco druhá varianta zahrnuje nášlapné vrstvy z OSB desek v kombinaci s násypem a minerálními vlákny. Z Tab. 3 je patrné, že stropní konstrukce s násypem dosahuje o 3 dB vyšší vážené stavební neprůzvučnosti než konstrukce s klasickou plovoucí podlahou (roznášecí betonová deska tloušťky 50 mm).

Systém AKUFLOOR pro lehké plovoucí podlahy

Lehká podlaha obecně je charakterově i materiálově jednodušším typem podlahy než podlaha těžká. Lépe a lehčeji se montuje a kompletuje pomocí velkoplošných panelů systémem suché výstavby, což urychluje celý proces i zahájení doby užívání. Výhodná je tedy hlavně u rekonstrukcí na dřevěných či betonových stropech, ale i u nových dřevostaveb. Základ systému AKUFLOOR tvoří pružné izolační desky kamenné vlny STEPROCK HD a OSB desky, které jsou doplněny dilatačním a okrajovým páskem. Tyto pásky pomáhají zlepšit akustické a statické vlastnosti podlahy v místech, jako jsou okraje, dilatační spáry apod., a současně vyrovnávají rozdílné vlastnosti podlahy ve spojité ploše i nespojitých okrajích.

Izolační desky STEPROCK HD se pokládají přímo na nosnou konstrukci a tvoří základní pružnou akusticky izolační vrstvu. Desky je nutné skládat těsně k sobě, aby mezi nimi nebyly žádné spáry. Na ně se křížem přes sebe alespoň ve dvou vrstvách volně pokládají roznášecí desky z OSB s tloušťkou ideálně 18 mm, které jsou pospojovány na péro a drážku. Jednotlivé vrstvy OSB desek jsou k sobě spojeny šrouby, sponkami, nebo jsou vzájemně slepeny. Pro šroubované nebo sponkované vícevrstvé podlahy doporučujeme mezi jednotlivé vrstvy OSB desek vložit PE fólii nebo jinou podložku, která zamezí vrzání desek. Poslední vrstvu podlahové konstrukce systému AKUFLOOR tvoří tzv. nášlapná, kde výběr materiálu závisí na individuálních požadavcích. Může zde být koberec, parkety, keramická dlažba, laminát nebo PVC. Systémové řešení AKUFLOOR je určeno pro podlahy s maximálním zatížením do 350 kg/m². Desky STEPROCK HD, jež jsou jeho součástí, lze pořídit v rozměru 600 × 1 000 mm a tloušťkách od 20 do 60 mm. Pro optimální akustické vlastnosti podlahy se doporučuje používat desku Steprock HD v tloušťkách v rozsahu od 25 do 40 mm.

Montáž lehkých plovoucích podlah suchým procesem výstavby je systém pokládání jednotlivých vrstev na nosnou stropní konstrukci se zajištěním statických a akustických požadavků kladených na plovoucí podlahy (rovinnost, stabilita, únosnost, kročejová a vzduchová neprůzvučnost a dalších). Akusticky izolační desky Steprock HD je nutné pokládat na rovný povrch s maximální nerovností podkladu ± 2 mm/2 m. Roznášecí vrstvu tvořenou z OSB desek je nutné pokládat tak, aby stykové spáry OSB desek nebyly nad sebou, tj. pokládat desky střídavě na vazbu. Zároveň je při pokládce nutné si uvědomit, že jednotlivé použité výrobky mají rozdílné mechanicko-fyzikální vlastnosti. V případě roznášecí vrstvy z OSB desek jsou to především rozdíly v únosnosti v rovině desky ve dvou na sebe kolmých směrech, tj. hlavní a vedlejší ose (hlavní osa je v podélném směru desky). Pevnost ve směru hlavní osy je asi třikrát větší než ve směru příčném. Proto je podstatná jejich správná orientace a systém kladení vrstev na sebe.

Charakteristika a průvzdušnost OSB desek

OSB (Oriented Strand Board) jsou vícevrstvé desky vyráběné z plochých třísek smrkového nebo borovicového dřeva, které jsou plošně lisované. Třísky jsou na povrchu orientované v jednom směru, ve středu jsou zpravidla orientované kolmo na vnější lamely nebo náhodně. Ke spojení třísek je užito umělé (melamin-formaldehydové) pryskyřice. OSB desky se často používají při konstrukci lehkých obvodových plášťů dřevostaveb, a na jejich vlastnostech závisí nejen tuhost konstrukce, ale i komfort bydlení.

Vliv vnitřních dutin a hustoty

Nerovnoměrným překrytím třísek vznikají vnitřní dutiny, které umožňují proudění vzduchu. Lepidlo použité k výrobě z části tyto póry utěsní, ovšem stále zde zůstává měřitelná hodnota prostupu vzduchu. Mezi hlavní technologické parametry, které ovlivňují průvzdušnost OSB patří především lisovací podmínky, jako jsou tlak, teplota a doba uzavírání lisu (Langmans et al., 2010). Na velikost a rozmístění vnitřních vzduchových mezer má vliv zejména hustota desek. Vzduchové mezery vznikají při vrstvení jednotlivých dřevních elementů do třískového koberce a při jejich lisování. Vzduchové mezery jsou odpovědné za proudění vzduchu a vodních par. OSB desky s menší hustotou mají větší podíl vzduchových mezer, což má za následek významně vyšší průvzdušnost a horší mechanické vlastnosti desek. Nižší stupeň komprese při výrobě snižuje výrobní cenu desek, proto je stále využíván, ačkoliv zároveň zvyšuje počet vnitřních dutin. Velikost vnitřních mezer se dále zvyšuje se stoupající vlhkostí.

Výsledky zkoušek průvzdušnosti OSB desek

Uvedený text referuje o výsledcích zkoušky průvzdušnosti OSB desek. Byly zkoušeny dva typy a dvě tloušťky materiálu OSB ve vzduchotěsné komoře podle ČSN EN 12114. Výsledky ukázaly, že s rostoucím tlakovým rozdílem se lineárně zvyšuje průvzdušnost. V této studii bylo provedeno měření průvzdušnosti podle normy ČSN EN 12114 u desek OSB/3 a OSB/4, vyrobených v souladu s požadavky normy ČSN EN 300, a uvedených na trh v České republice. Byl vyhodnocen vliv tloušťky desky (pro nejvíce používané tloušťky 12 a 18 mm) a vliv typu desky (OSB/3 a OSB/4) na hodnoty průvzdušnosti, přičemž bylo zjištěno, že skupiny vzorků OSB/3 vykazovaly nižší odolnost proti průvzdušnosti než OSB/4.

Zkušebním měřením bylo tedy prokázáno, že tloušťka materiálu i typ materiálu má přímý vliv na průvzdušnost. S rostoucí tloušťkou desek průvzdušnost OSB klesá a desky OSB/4 vykazují v rozmezí tlakového rozdílu 50 Pa - 1 500 Pa nižší průvzdušnost než desky OSB/3. Výsledky ukázaly, že mezi vzorky OSB/4 a OSB/3 je rozdíl v průvzdušnosti průměrně zhruba 61 %. Mezi skupinou OSB 18 mm a OSB 12 mm byl rozdíl průvzdušnosti průměrně 40-41 %. Nejnižší průvzdušnost byla naměřena u OSB/4-18 mm, dále pak OSB/4-12 mm, OSB/3-18 mm a OSB/3-12 mm. Při použití OSB desek v konstrukci obvodového pláště je však třeba brát v úvahu také fakt, že celková průvzdušnost je ovlivňována nejen vlastnostmi OSB, ale i technologickým postupem připevnění desek či ostatními použitými izolačními materiály. Byla vypozorována nižší průvzdušnost u vzorků s větší tloušťkou. Pro docílení vzduchotěsnosti lehkého obvodového pláště je vhodné nepoužívat OSB desku jako hlavní vzduchotěsnící prvek, zejména při použití OSB/3.

Doplňkové zvukově izolační desky

S patentovanou strukturou využívají principu těžké hmoty v sypké podobě. Těžká hmota - křemičitý písek, který zcela vyplňuje vnitřní prostor desky, je rozdělen do několika vrstev. Díky této konstrukci desky Wolf dokonale tlumí zvuk v celém frekvenčním spektru, zejména pak při nízkých frekvencích. Minimální tloušťka desek je 10 mm. Zvuková izolace stropních konstrukcí vždy vyžaduje montáž na nosný dřevěný nebo kovový rošt. Pro tyto konstrukce používáme desky Wolf TRI nebo Wolf TWIN. Vzniklou dutinu mezi původním stropem a deskami Wolf je třeba vyplnit pohltivým materiálem např. minerální vatou. Finální vrstva sádrokartonu nebo sádrovláknité desky se v tomto případě kotví až do nosného roštu. Velmi výhodnou variantou odhlučnění stropní konstrukce je montáž na pružný profil Federschiene. S minimální tloušťkou konstrukce 55 mm lze dosáhnout zlepšení vzduchové neprůzvučnosti až o 12 dB. Zvukově izolační desky Wolf lze velmi snadno zpracovávat a připravovat. Za tímto účelem je možné použít například okružní pilu, přímočarou pilu a dokonce i ostrý nůž.

tags: #osb #desky #neprůzvučnost

Oblíbené příspěvky:

• Prohlédněte si pracovní desku Mramor Valmasino
• Prozkoumejte dlažbu Trophy Beige Mat 20x60 cm
• Průvodce laminovými obklady
• Inovace pro udržitelnou dopravu
• Objevte krásu a praktičnost světlých kamenných obkladů