Patalpų Akustikos Reikalavimai Lietuvoje: Standartai, Modeliavimas ir Architektų Vaidmuo

Patalpų akustika - sudėtingas mokslas, reikalaujantis specialių žinių ir įrangos. Kiekvienas iš mūsų gali įvertinti, ar kino, sporto, koncertų salės akustika yra gera ar bloga, remdamiesi savo jutimais. Kiekvienai patalpai, priklausomai nuo paskirties ir tūrio, keliami skirtingi akustiniai reikalavimai, kurių nemaža dalis yra aprašyta standartuose.

Architektūrinė akustika turi turtingą istoriją, prasidedančią gilioje senovėje. Iš pradžių gigantiškuose kulto pastatuose, o vėliau ir didelėse susirinkimams ar renginiams skirtose erdvėse. Neabejojama, kad Asirijos, Babilono, Senovės Egipto šventyklų statytojai žinojo, kaip sklinda garsas, kaip jis atsispindi nuo sienų, nes to meto šventyklos kerėti turėjo viskuo: įspūdingu dydžiu, unikalia architektūra, milžiniškomis skulptūromis ir galingu garsu. Senovės graikai irgi turėjo suvokimą apie akustiką ir jau ištirta, kad jų sprendimai buvo racionalūs, o ne atsitiktiniai. Graikų tradicijas perėmė romėnai, statę įspūdinga akustika pasižyminčius amfiteatrus.

Tačiau senovės statytojai turėjo kitokią užduotį nei dabartiniai - akustika turėjo stiprinti natūralų garsą. Šiais laikais, net 200-300 vietų salėse naudojamas įgarsinimas, tad akustika dažniausiai turi ne stiprinti, o slopinti. XVIII-XIX a. statytojai jau susidūrė su panašiomis problemomis - sparčiai populiarėjo opera, buvo statoma daug teatrų ir teko spręsti, kokia turi būti salės forma, dydis, kaip turi būti išdėstytos garsą sugeriančios medžiagos, kad visi, tiek muzikantai, tiek dainininkai, tiek klausytojai, turėtų kuo geriausias sąlygas klausytis muzikos.

XIX a. akustikos mokslas vystėsi labai sparčiai, o šio amžiaus pabaigoje ir XX a. pradžioje JAV fiziko Walleso Sabine eksperimentai, atskleidę ryšį tarp patalpos geometrijos ir jos akustinių savybių, padėjo tvirtus architektūrinės akustikos pamatus.

Garso kokybė šiais laikais svarbi ne tik arenose, koncertų salėse, teatruose, bet ir kasdieniniame gyvenime - automobilyje, biure, gamyklos ceche, prekybos salėje. Vienur mums reikia kokybiško garso, kitur tylos, dar kitur aiškiai girdimo pokalbio.

Labai svarbu dar projektavimo stadijoje priimti sprendimus, kurie lemtų patalpų akustiką ir tai, kaip jose dirbantys ar esantys žmonės priima garsus.

Akustinis Modeliavimas

Patalpų akustinių parametrų modeliavimas svarbus tiek statant naujus, tiek rekonstruojant esančius pastatus. Tiek standartiniams, tiek unikaliems statiniams.

Akustinis modeliavimas pirmenybę teikia garso atspindžiams ir garso sugeriamumui, tiria atsispindėjusių garsų įtaką kalbai, muzikai ir pan. Yra daug akustiniam modeliavimui skirtų programų, tokių kaip „Odeon“, „Ease“, „Catt Acoustic“, „Cara“, „Ramsete“, „Ulysses“ ir kt. Jų privalumas - galimybė greitai apskaičiuoti pagrindinius patalpos parametrus: aidėjimo laiką (RT-60), muzikos ar balso raišką (C), kalbos perdavimo indeksą (STI).

Apskaičiuojant pagrindinius patalpos parametrus, atliekama patalpos akustinė analizė, kas dar projektavimo stadijoje leidžia optimizuoti patalpos akustiką. Akustinio modeliavimo programos sukuria skaitmeninės patalpos ir jos akustikos modelį, parodantį, kaip sklinda garso bangos, kaip jos atspindi, kaip viskas keičiasi kintant aplinkos sąlygoms. Akustinis modeliavimas leidžia greičiau suvokti tiek pirmiau minėtas, tiek kitas projekto problemas, priimti pasvertus sprendimus.

Akustinio modeliavimo įrankiai turi ir trūkumų, ir dažniausiai pasitaikantis - skaičiavimo paklaidos, atsirandančios dėl to, kad matematinis modelis neįvertina visų, akustikai įtakos turinčių veiksnių, nes jų yra be galo daug. Tačiau ne visada tos paklaidos, jei kalbama apie architektūrinę akustiką, yra reikšmingos.

Yra trys teorijos, nusakančios garso sklaidos procesą patalpose. Vienas jų statistinis metodas, besiremiantis idealios patalpos modeliu. Šiuo atveju vertinamas patalpos tūris, garsą atspindinčių plokštumų (sienų, lubų, grindų) plotai, bet nevertinama jų forma, garsą sugeriančių medžiagų išdėstymas, kas turi labai didelę įtaką patalpos akustikai.

Bangų metodas duoda tikslesnį rezultatą, tačiau yra sudėtingesnis ir ilgesnis. Šis metodas įvertina interferenciją, difrakciją ir kitus su bangomis susijusius efektus, tačiau dėl savo sudėtingumo komerciniuose projektuose naudojamas ribotai. Labai dažnai naudojama savotiška geometrinė akustika, turinti nemažai bendro su optika, nes priimama, kad garso bangos sklinda kaip šviesos bangos ir atsispindi nuo paviršių, taip kaip atsispindi šviesa (t. y. Modeliavimo metu įrenginiui suteikiama galimybė bet kuriuo metu analizuoti garso lauką, įvertinti įgyvendinamų sprendimų veiksmingumą. Optimali salės konfigūracija, tūris, forma, proporcijos, garso sklidimas, atspindžiai.

Standartiniai architektūrinės akustikos valdymo sprendimai - naudoti garsą sugeriančias medžiagas ir garso atspindžių sklaidytuvus, kurie atspindžius paskirsto visoje patalpoje. Jei patalpos geometrija neleidžia užtikrinti kokybiškos akustikos, tada naudojamos specialiosios akustinės medžiagos. Bet tokias problemas reikia spręsti dar projektavimo stadijoje.

Akustika yra multifizikinis reiškinys, todėl, modeliuodami būsimų patalpų akustiką, inžinieriai turi vertinti įvairiausius fizikinius reiškinius ir jų tarpusavio sąveiką. Tai sudėtingas procesas, todėl, siekiant sutrumpinti tokio modeliavimo laiką, pasirenkamas kompiuterinis patalpos akustikos modeliavimas.

Tiesioginį garsą suprasti lengviausia - tai garsas, sklindantis iš šaltinio. Garso atspindžiai - nuo kokio nors paviršiaus atsimušantis garsas, kuris mūsų ausis pasiekia vėliau. Problema ta, kad atspindžiai gali būti tiek geri, tiek blogi. Geri išsisklaido patalpoje, dėl jų patalpa skamba gyvai (ovalo formos Veronos arena). Tačiau patalpų sienos dažniausiai būna lygiagrečios, nuo vienos sienos atsispindėjęs garsas keliauja link kitos, vėl grįžta į pirmą sieną ir tai kartojasi tol, kol aidas nutyla.

Flutter aidas irgi yra tos pačios kilmės, tik jis apibūdina tarp dviejų sienų besiblaškantį aukštų dažnių garsą. Tada girdimas „metalinis“ aidas, dažniausiai kylantis kietas ir lygiagrečias sienas turinčiose patalpose. Toks aidas akustikai suteikia labai nemalonų atspalvį. Stovinčios bangos, kurios dažnai ignoruojamos, atsiranda, kai bangos ilgis atitinka atstumą tarp sienų. Jas išgirsti lengva, pasivaikščiojus po patalpą: jei vienose patalpos vietose žemi dažniai garsesni, o kitose tylesni, tai reiškia, kad girdite stovinčias bangas.

Triukšmo Mažinimas ir Standartai

Pastatų apsaugos nuo triukšmo reikalavimai įgyvendinami trimis etapais: projektuojant pastatą, statant ir atiduodant jį naudojimui. Iki šiol projektuotojai ir statybininkai neskirdavo didelio dėmesio gerai garso izoliacijai užtikrinti. Triukšmas apima platų dažnių diapazoną, dažnai jį sudaro keletas skirtingo stiprumo ir dažnio garso šaltiniai.

Priklausomai nuo akustinio komforto klasių skiriasi ir garso rodiklių vertės. Naujai projektuojamų dvibučių, daugiabučių, sublokuotų gyvenamųjų pastatų vidaus aplinkos garso klasė turi būti ne žemesnė kaip C. Vienbučių pastatų garso klasė, projektuojama užsakovo pageidavimu, - ne žemesnė kaip E. Žmogaus ausis gali išgirsti lapų šlamesį - apie 10 dB (A).

Dėl didelio triukšmo, trunkančio ilgą laiką, gali kilti sveikatos sutrikimų: klausos pažeidimas ir kalbos nesupratimas, miego ir fiziologinių funkcijų sutrikimai, psichikos sutrikimai, nesugebėjimas mokytis, socialiniai pakitimai, gali atsirasti dirglumas, agresyvumas.

Siekiant užtikrinti gyventojų komfortą ir gerovę, akustikos ir garso reikalavimai pastatų projektuose tampa vis svarbesni. Akustikos kokybė turi didelę reikšmę ne tik gyvenamosiose patalpose, bet ir biuruose, mokyklose, ligoninėse, kt. pastatuose.

"Todėl pirmiausia architektai turi gerai išmanyti pagrindinius akustikos principus ir reikalavimus, taikomus skirtingiems pastatų tipams. Tai apima ne tik išorinės ir vidinės garso izoliacijos standartus, bet ir garso sugerties savybes, kurios padeda sumažinti aidą bei triukšmo lygį patalpose", - sako UAB Akustinių tyrimų centras vadovė Laura Nariūnienė.

Pastatų garso vertinimas privalomas visiems naujai statomiems, rekonstruojamiems ir remontuojamiems pastatams. Atitinkamas pastato įvertinimas leidžia būsimiems statinio savininkams įvertinti akustines pastato atitvarų savybes bei gyvenimo komforto sąlygas pastato patalpose.

Esminis vaidmuo, užtikrinant akustikos ir garso reikalavimų įgyvendinimą pastatuose, priklauso architektams. "Vyrauja formali nuostata: „jeigu reikalauja teisės aktai, padarysime“, bet iš tiesų padaroma per mažai. Ir neretai architektai leidžiasi vedami užsakovo, nors turėtų būti priešingai."

Per pastaruosius 10-20 metų akustikos ir garso izoliavimo reikalavimai pastatams patyrė reikšmingų pokyčių, kurie atspindi augančius gyventojų lūkesčius ir technologijų pažangą. Per pastarąjį dešimtmetį daugelyje šalių buvo peržiūrėti akustikos ir garso izoliavimo reikalavimai. ES šalys priėmė ar patobulino naujus teisės aktus, kurie numato išsamesnius, kartais griežtesnius akustinius kriterijus.

Tačiau situacija Lietuvoje kol kas nesikeičia. Specialistai jau seniai bando atkreipti Aplinkos ministerijos dėmesį į pasenusį ir modernios rinkos reikalavimų nebetenkinantį STR, kuris reglamentuoja pastatų aplinkos apsaugą nuo triukšmo. Neseniai pakeistas STR dėl pastatų paskirčių. Jame co-living tipo pastatai, kuriuose gyvenama, kurie yra modernesnių bendrabučių analogas, priskirti negyvenamiesiems pastatams, tad jiems nekeliami jokie akustikos reikalavimai. Betgi bendrabučiai priskiriami prie gyvenamųjų, įvairių socialinių grupių pastatų. Specialistų nuomone, į STR būtina įtraukti ir co-living pastatų garso klasifikavimą.

Kokybė arba problemos, pasak L.Nariūnienės, prasideda nuo projektavimo užduoties suformulavimo, todėl architektas su užsakovu turi aptarti objekto akustinius reikalavimus. To vis dažniau siekia didelės kompanijos, tarp patalpų reikalaujančios bent minimalaus akustinio komforto. To siekia ir prabangaus būsto ar administracinių pastatų statytojai. Šiek tiek paviršutiniškas požiūris matyti statant ekonominės klasės daugiabučius gyvenamuosius namus.

"Architektai privalo atsižvelgti į pastato planavimo ypatumus. Patogus ir gerai apgalvotas patalpų išdėstymas gali padėti sumažinti triukšmo sklidimą. Pvz., triukšmingos patalpos, tokios kaip virtuvės, san. mazgai ar techninės patalpos, turėtų būti atskirtos nuo gyvenamųjų ar darbo zonų. Taip pat svarbu tinkamai suplanuoti bendrąsias erdves, koridorius ir kitus praėjimus, siekiant išvengti triukšmo plitimo", - dalijasi patirtimi L.Nariūnienė.

Šiuolaikinis požiūris į pastatų projektavimą apima integruotą įvairių disciplinų bendradarbiavimą nuo pat pradžių. Architektai, akustikos specialistai ir inžinieriai turi dirbti kartu, siekdami sukurti optimalius akustinius sprendimus, atitinkančius visus reikalavimus ir standartus: parinktos tinkamos sienų, grindų ir lubų konstrukcijos, izoliacinės medžiagos, langai gali žymiai sumažinti garso sklidimą tarp patalpų ir iš išorės.

Galiausiai, architektai kartu su inžinieriais ir statybininkais privalo užtikrinti, kad visi akustikos ir garso izoliacijos sprendimai būtų įgyvendinti tinkamai, pagal standartus.

Kaip sakė aplinkos viceministrė dr. Daiva Matusevičė, šiuo metu Aplinkos ministerijoje yra rengiamas STR, kuris reglamentuoja pastatų aplinkos apsaugą nuo triukšmo, pakeitimo projektas, siekiant suderinti šį STR su pakeistu pastatų paskirčių reglamentavimu, įsigaliosiančiu lapkričio 1 d. "Iki šiol ministerijoje nesame gavę pasiūlymų dėl kitų reikalingų šio STR pakeitimų, todėl pagrindinis mūsų dėmesys šiuo metu skirtas paskirčių klausimams, tačiau jei gausime pasiūlymų projekto rengimo ar derinimo metu, būtinai juos įvertinsime, - sakė dr. D.Matusevičė. - Projektą planuojame pateikti dar šią vasarą. Derinamą projektą visuomet siunčiame plačiam socialinių partnerių ratui, siekdami įvertinti praktikoje kylančias problemas, išgirsti specialistų siūlymus, kurių aptarimui rengiame susitikimus ir diskusijas."

Dabar galiojantis STR numato, kad būtų pamatuota „bent 5 % pastato ir/arba jo elementų, bet ne mažiau nei 3 elementai“. Tačiau ką tai reiškia praktikoje, kai, pvz., name yra 200 butų? Ar pagal tokį aprašymą pakanka name pamatuoti 3 sienas ir jau galima išduoti garso klasifikavimo protokolą, kad visas pastatas atitinka tam tikrą garso klasę?

Siūloma praplėsti pastatų, kuriems taikoma garso klasė, garso izoliavimo klasifikatorius. Pvz., visoms naujai statomoms, rekonstruojamoms gydymo įstaigoms reikia nustatyti garso klasę, tačiau pagal galiojantį STR tai galima padaryti tik stacionarams, nes garso izoliavimo rodiklių vertės nustatytos tik tarp palatų ir su jomis besiribojančių patalpų, nors geras garso izoliavimas labai svarbus ir tarp gydytojų kabinetų, ir tarp kabinetų bei koridorių ir t.t. Analogiška situacija su mokslo įstaigomis - jei yra tokia paskirtis, būtina nustatyti garso klasę. Dabartiniame STR reglamentuojamos tik tos mokslo įstaigos, kuriose vyksta ugdymas, bet neaišku dėl mokslo įstaigų, kuriose veikia laboratorijos, mokslo tyrimų centrai ir pan.

Taigi, architektų vaidmuo įgyvendinant akustikos ir garso reikalavimus yra itin svarbus. Tik glaudus architektų, akustikos specialistų ir statybininkų bendradarbiavimas gali užtikrinti, kad pastatai atitiks aukščiausius akustikos ir garso izoliacijos standartus ir suteiks gyventojams komfortą bei gerovę.

Akustinio komforto poreikis praaugo akustinio STR reikalavimus. Tačiau vartotojai, anot Viktoro Meko, įmonės „Akustika plius“ akustiko, dar nelabai suvokia, kas tai yra - painioja su pastato energinio naudingumo klase arba neskiria patalpų akustikos nuo garso izoliacijos.

Pasak įmonės „Akustika plius“ vadovo Viktoro Meko, tai nutiko dėl dviejų priežasčių: pirma, Lietuvoje kritiškai trūksta šios srities specialistų, ugdymo įstaigų, kuriose būtų ruošiami specialistai, turintys bent bendrinių akustikos žinių, beveik nėra. Antra, vartotojai, būsto pirkėjai paprastai garso klases painioja su energinio naudingumo klasėmis (prie ko nemaža dalimi prisideda ir nekilnojamo turto vystytojai): jei nustatyta aukšta energinio naudingumo klasė, vadinasi, bus užtikrintas ir akustinis komfortas.

Daugiau kaip15 metų patirtį turinčios įmonės, kuri teikia architektūrinės akustikos, garso izoliacijos ir triukšmo kontrolės sprendinius, vadovas akcentuoja: kai trūksta suvokimo, kas tai yra, naivu tikėtis ir kokybiško rezultato.

Statybos sektoriaus taupymo kelias, kai naudojamos kuo lengvesnės medžiagos, veda prie tų pačių skaudžių rezultatų - nepakankamos garso izoliacijos, kuriai masė ir sandarumas yra pagrindiniai reikalavimai.

V.Meko žodžiais, svarbiausi aspektai užtikrinant triukšmo kontrolę yra tinkami principiniai architektūriniai ir konstrukciniai pastato sprendiniai: teisingai išdėsčius patalpas pagal funkciją, pasitelkus tinkamo tipo ir masės konstrukcijas, užtikrinamas pagrindas garso izoliacijos ir triukšmo kontrolės sprendiniams.

Akustika nėra tik garsą sugeriančios medžiagos ir jų išdėstymas: ją lemia patalpų išplanavimas ir atitvarų masė bei sandarumas - konstrukcijos. "Teisingi akustikos sprendiniai prasideda nuo patalpų išplanavimo. Jeigu iš vienos pertvaros pusės suplanuota vieno buto svetainė su televizoriumi, kabinamu ant sienos, o iš kitos - kaimynų miegamasis, kur lovai numatyta vieta prie sienos, problema užprogramuota. Arba lifto šachta įrengta prie buto sienos, ar ant pastato stogo išvesti ventiliacijos ortakiai nukreipti į šalia esantį pastatą", - pastebimas klaidas vardina akustikos specialistas.

Pagrindinis kokybiško konstruktyvo elementas yra mazgai ir kiek galima didesnis jų detalizavimas. Velnias, kaip pastebi V.Mekas, slypi detalėse, todėl akustikos specialisto dalyvavimas procese padėtų išvengti daugelio problemų.

"Tad kuriant patalpų akustinį komfortą, svarbūs yra 4 dalykai: patalpų išplanavimas (funkcinis zonavimas), konstruktyvas (masė, sluoksniai), kuo didesnis mazgų detalizavimas (sandarumas / vibracijų izoliavimas) ir darbų vykdymo priežiūra, - vardina V.Mekas. - Butai turėtų būti projektuojami vos ne kaip atskiros celės ir tai gali padėti realizuoti specialistai, kurie, atlikdami savo specifines užduotis, mato platesnį vaizdą."

Akustikos specialistas sako, kad A garso klasės sprendiniai visų problemų neišsprendžia. Todėl jis pasitelkia analogiją su energijos naudingumo klasėmis ir siūlo A+ garso klasę arba papildomus sprendinius, kurie padeda išspręsti tai, ko neapibrėžia klasifikatorius: jeigu nori kokybės, reikia žiūrėti dar plačiau, nei nurodyta STR, nes, akustikos specialisto žodžiais, bendros taisyklės neaprėpia visų galimų atvejų.

Užklausų dėl A garso klasės padaugėjo, bet retai konsultacijos tampa realizuotais projektais. Statytojai suskaičiuoja galimas sąnaudas ir padaro išvadą - vargu, ar pirkėjas sumokės daugiau už darbą, ir lieka su C garso klase.

Akustinio komforto arba garso izoliacijos matavimas - tai pastato atskiriančių konstrukcijų (sienų, lubų, grindų, fasado) gebėjimo slopinti garso perdavimą iš vienos patalpos į kitą nustatymas. Atliekant matavimus, į vieną patalpą "pučiamas" kontroliuojamo spektrinio garsinio signalo lygis, o kitoje - matuojamas perduoto garso lygių skirtumas. Taip gaunamas garso izoliacijos rodiklis (Rw) LST EN ISO 16283-1 ir fasado Dls LST EN ISO 16283-3, išreiškiamas decibelais (dB). Panašiu principu, naudojant specialų atsitiktinių smūgių (tapping) aparatą, vertinamas smūginio triukšmo izoliacijos rodiklis (Ln,w) LST EN ISP 16283-2 per perdangos konstrukcijas.

Netinkama izoliacija gali lemti papildomas investicijas vėlesniuose etapuose - akustinės pertvaros, papildomos medžiagos, triukšmą slopinančios sistemos.

Norminiai Reikalavimai Lietuvoje

Pagal STR 2.01.07:2003 "Pastatų vidaus ir išorės aplinkos apsauga nuo triukšmo" gyvenamosios paskirties pastatuose privalomi šie minimalaus garso izoliacijos rodikliai:

Matavimai yra privalomi daugiabučiuose ir visuomeninės paskirties pastatuose: 1)gyvenamosiose patalpose (butuose, kambariuose); 2)viešosiose erdvėse (mokymo įstaigose, gydymo įstaigose, biuruose); 3)komercinėse patalpose (restoranuose, parduotuvėse).

Akustikos matavimas atliekamas pasirinktinai pastato atitvarai: vidinė pastato pertvara, pastato perdanga ar išorės pastato pertvarai (fasadai). Matavimo metu skleidžiamas garsas (garso šaltinis, ne mažiau, nei 114dB ) matuojama pertvara skiriančiose patalpose ( garsa fiksuoja garso priėmėjas). Tik aukštos kokybės, moderni įranga naudojama testavimui. Akustikos metu mūsų komanda naudoja kalibruotą ir patikrintą įrangą, kuri nekelia abejonių dėl duomenų tikslumo.

Pastato garso klasės sertifikavimas yra procedūra, kurios metu natūriniais akustiniais matavimais yra įvertinama pastato ar jo dalių faktinė garso klasė bei išduodamas garso klasės sertifikatas arba klasifikavimo protokolas.

Naujai projektuojamų dvibučių, daugiabučių, blokuotų gyvenamųjų namų, kai kurių triukšmui jautrių negyvenamų pastatų, vidaus aplinkos garso klasė turi būti ne žemesnė kaip C. Kokia turi būti kitokios paskirties pastatų garso klasė tai - investuotojo, užsakovo, projektuotojo sprendimas ar tarpusavio susitarimo reikalas.

tags: #patalpu #akustikos #reikalavimai