Bardzo często instalacji kanalizacyjnej stawia się zbyt wysokie wymagania w zakresie ochrony przed hałasem, nie biorąc pod uwagę, jak trudne w praktyce jest wkomponowanie jej w bryłę budynku, zwłaszcza już istniejącego, z zachowaniem warunków tłumienia dźwięków. I choć dostępne wyroby budowlane nie rozwiązują całkowicie problemu hałasu wewnątrz budynków, to w pewnym stopniu umożliwiają ochronę naszego zdrowia i polepszenie warunków środowiskowych.

W artykule zajmiemy się systemami kanalizacji niskoszumowej, które mają pozytywny wpływ na ochronę przed hałasem wywoływanym przez szumy pochodzące z instalacji w budynku. Rozwój nowych technologii oraz rosnąca konkurencja w branży instalacyjnej sprawiły, że rynek ten od wielu lat dynamicznie się rozwija, a dostępne wyroby są ulepszane, dzięki czemu wzrasta ich efektywność, sprawność i trwałość. Ponadto wyroby, które 15-20 lat temu były montowane tylko w obiektach hotelowych czy biurowcach wysokiej klasy, dziś są popularne także w innych rodzajach budownictwa, gdzie ugruntowały swoją pozycję na rynku, potwierdzając skuteczność. Wzrost zainteresowania produktami pozwalającymi na poprawę warunków akustycznych w budynkach mieszkaniowych odnotowano nie tylko w odniesieniu do przegród stałych i przeźroczystych, ale również w zakresie armatury sanitarnej oraz instalacji jako takich, co jest potwierdzone dużą liczbą wydanych w ostatnich latach aprobat technicznych na innowacyjne produkty.

Skąd ten hałas?

Doskonale wiemy, że hałas wewnętrzny powodowany przez pracujące urządzenia techniczne w budynkach jest szczególnie uciążliwy dla użytkowników pomieszczeń, pomimo tego, że poziom tych dźwięków jest zwykle niższy niż hałas zewnętrzny. Dokuczliwość wynika z emitowania dźwięków w sposób regularny i długotrwały. Kiedyś do mieszkań docierały głownie hałasy z pomieszczeń transformatorów czy węzłów ciepłowniczych (odgłosy pracy pomp), ale w tym zakresie nastąpiła znaczna poprawa i obecnie stosowane wyroby pracują znacznie ciszej. Za to częściej drażni nas hałas powodowany przez urządzenia wentylacyjne i klimatyzacyjne oraz zdecentralizowane kotły gazowe (np. umieszczane bezpośrednio w lokalach). Pojawiają się również problemy z hałasem dochodzącym z instalacji wodociągowej, zwłaszcza gdy nie jest ona prawidłowo zaprojektowana, wyregulowana lub została wykonana z zastosowaniem materiałów niskiej jakości.
Także w instalacjach kanalizacyjnych powstają rożne dźwięki, które są efektem przepływu ścieków bytowych lub wody deszczowej. Dawne instalacje żeliwne stosowane w starych budynkach o grubych, ceglanych ścianach i prowadzone po wierzchu konstrukcji są znacznie cichsze niż te nowsze, tworzywowe, z polichlorku winylu (PVC-U), które zaczęto stosować w budynkach wielorodzinnych. Tworzywowe, lekkie rury o cienkich ściankach prowadzono w kanałach instalacyjnych, niezabezpieczonych dodatkową wykładziną dźwiękochłonną, gdzie mocowano je metalowymi obejmami bez izolacji (np. bez wkładki elastomerowej). Przy takim rozwiązaniu przepływające ścieki wyraźnie hałasują w przewodach, a dźwięki rozchodzą się kanałem po całym budynku. Słychać je też w całym mieszkaniu, chociaż kanał instalacyjny znajduje się zwykle między kuchnią a łazienką. „Atrakcji” jest więcej, gdy pojawiają się opady deszczu, a przy ścianie sypialni, od strony korytarza na zewnątrz mieszkania, przebiega akurat wewnętrzny pion kanalizacji deszczowej.

1. Dźwięki w kanalizacji – hałas powietrzny i strukturalny

• pochodzący od drgań powietrza oraz
• pochodzący od drgań materiałów.

W pierwszym przypadku źródłem dźwięków może być głos, muzyka czy przepływające ścieki. Drgania powietrza w otoczeniu są wywoływane przez drgania przedmiotów materialnych, które przekazywane są do innych pomieszczeń, wywołując ponownie drgania powietrza. Przenoszenie dźwięków do innych pomieszczeń najskuteczniej jest tłumione przez ciężkie, rozdzielające elementy budowlane. W przypadku tłumienia dźwięków pochodzących od przepływających ścieków zaleca się natomiast stosowanie systemów kanalizacji niskoszumowej, która ogranicza rozprzestrzenianie się dźwięków powietrznych i zamknięcie ich wewnątrz przewodów. Zadanie to jest realizowane poprzez wykorzystanie zmodyfikowanych wyrobów, zwykle wykonanych z kilku warstw odpowiednio dobranych materiałów o specjalnych właściwościach technicznych.
Drugi rodzaj hałasu – pochodzący od drgań materiałów – powstaje w domowych instalacjach przy przepływie cieczy przez armaturę zamontowaną na przewodach wodociągowych i kanalizacyjnych, podczas używania przyborów sanitarnych lub w wyniku drgań części maszyn obracających się lub poruszających wahadłowo.
W przeciwieństwie do drgań powietrza, pobudzenie drgań elementów budowlanych odbywa się punktowo. Ograniczenie ich przenoszenia jest możliwe przez takie zaprojektowanie systemu mocowania rur i kształtek do konstrukcji budynku, aby transmisja rezonansu akustycznego była jak najmniejsza. Dodatkowo, elementy bezpośrednio narażone na drgania można wykonywać z materiałów ciężkich, można też stosować wkładki izolujące w pomieszczeniach wymagających ochrony przed hałasem, okładać rurociągi miękką, elastyczną warstwą izolacyjną, jeżeli stykają się one z konstrukcją budowlaną lub prowadzone są w bruzdach stropowych lub ściennych [8].
Rozprzestrzenianie się hałasu może być również zmniejszone, jeżeli między pomieszczenie, skąd pochodzi hałas, a pomieszczenie wymagające szczególnej ochrony przed hałasem, projektant wstawi inne pomieszczenie, któremu nie są stawiane specjalne wymagania. Dotyczy to zarówno drgań powietrznych, jak i drgań materiałowych.

W przewodach kanalizacyjnych wewnątrz budynku możemy się spotkać z zagadnieniem tzw. szumów. Jest to zjawisko hydrauliczne, które występuje przy odpływie ścieków, wywołując drganie przewodu kanalizacyjnego. Uciążliwy szum z przewodów powstaje głownie przy przepływie ścieków do pionu oraz w samym pionie, zarówno na rozgałęzieniach, jak i przy zmianach kierunku, natomiast mniej uciążliwe dla użytkowników szumy powstają na podejściach [8]. Warto też wspomnieć o szumach powstających podczas działania zaworów spłukujących, gdy hałas jest wywoływany przez działanie mechanizmów spustowych i na skutek przepływu dużej ilości wody pod ciśnieniem, rozchodząc się w postaci fali dźwiękowej przez rury, otaczające powietrze i elementy konstrukcyjne budynku.

2. Miejsca wymagające dodatkowej izolacji przed hałasem

Obniżenie rozprzestrzeniania się drgań w budynkach to generalnie zadanie dla konstruktorów projektujących budynek, ale dzięki systemom kanalizacji niskoszumowej zadanie to jest ułatwione. Ich stosowanie ma bowiem na celu ograniczenie hałasu powstającego w budynkach przez zwiększenie tłumienia dźwięków od instalacji i sąsiadujących z nią przegród budowlanych oraz ograniczenie przedostawania się szumów pochodzących z pionów kanalizacyjnych. Korzystnym parametrom akustycznym tych systemów towarzyszy zachowanie, a niekiedy i poprawa dotychczasowych właściwości techniczno-użytkowych. Oczywiście, aby ograniczyć hałas w pomieszczeniach pochodzących od eksploatowanej instalacji kanalizacyjnej, nie wystarczy samo stosowanie systemów niskoszumowych. Pożądane jest także np. lokalizowanie urządzeń sanitarnych w taki sposób, aby piony kanalizacyjne nie mogły sąsiadować bezpośrednio ze ścianą np. sypialni. Z tego powodu łazienki, toalety, kuchnie i podobne pomieszczenia w domach wielorodzinnych powinny znajdować się nad sobą lub obok siebie.
Przy wyborze systemów niskoszumowych chodzi przede wszystkim o to, aby zastosowany materiał rur kanalizacyjnych miał jak najlepsze właściwości dźwiękochłonne. Mały ciężar i grubość ścianek, oraz gładkość zwykłych rur z PVCU, będące pod rożnymi względami cechami korzystnymi, nie są atutami w zakresie wymagań co do poziomu dźwięku w pomieszczeniach, w których przebywają ludzie. Fala dźwiękowa rozchodzi się wówczas łatwiej, ponieważ takie rury są bardziej podatne na drgania – poziom hałasu podczas przepływu ścieków w zwykłych rurach z PVC-U może sięgać nawet 40 dB. Ścianki rur cięższych i sztywniejszych, o większej grubości, podczas przepływu ścieków trudniej wprawić w drgania, a jeśli już, to ich drgania i powstające fale dźwiękowe są słabsze. Tłumienie takiej fali w rurach niskoszumowych, które mają zmodyfikowaną jedną z warstw, umożliwia spełnienie wymagań akustycznych z zachowaniem innych właściwości technicznych.
Produkowane obecnie odmiany rur i kształtek niskoszumowych do instalacji kanalizacyjnych wykonywane są z materiałów o lepszych właściwościach tłumienia dźwięków niż powszechnie dostępne rury kanalizacyjne. Ich skuteczność w tym zakresie wynika m.in. ze specjalnej, niejednorodnej struktury ścian.

Zastosowanie rur i kształtek niskoszumowych, zamiast typowych, np. z polipropylenu, pozwala obniżyć poziom natężenia hałasu z pracującej instalacji kanalizacji o 10-20 dB, a czasem więcej, zwłaszcza przy jednoczesnym użyciu specjalnych mocowań wyciszających instalację, jakie powinny wchodzić w skład systemów niskoszumowych.

Wśród wyrobów przeznaczonych do wykonywania systemów instalacyjnych o właściwościach niskoszumowych, jakie znajdują się na rynku wyrobów budowlanych, są rury i kształtki wykonane np. z:

• PVC-U z dodatkiem kruszywa mineralnego (w celu osiągnięcia lepszej sztywności);
• polipropylenu o wysokiej gęstości, specjalnej strukturze i wyższej elastyczności, modyfikowanego kruszywem mineralnym (Astolan);
• polietylenu wytwarzanego z modyfikowanych surowców, o lepszych właściwościach dźwiękochłonnych (jak np. PE-S2 o pogrubionej ściance);
• nieplastyfikowanego polichlorku winylu PVC-U i kopolimeru styrenu (ABS) – połączenie materiału zwykłej rury z materiałem o większej sztywności;
• surowców niejednorodnych, o ściankach dwuwarstwowych i trójwarstwowych, np. warstwa zewnętrzna jest z PVC-U z domieszką kruszywa mineralnego, a warstwa wewnętrzna jest z mieszanki kopolimerów styrenu i PVC-U (ABS/ASA/PVC-U) czy też z polipropylenu z uniepalniaczem (PP-B);
• polipropylenu w warstwie zewnętrznej i wewnętrznej, z rdzeniem z polipropylenu lub recyklatu kopolimeru polipropylenu z wypełniaczem mineralnym.

Potwierdzanie właściwości systemów

Wszystkie elementy systemów instalacji niskoszumowych powinny być stosowane zgodnie z projektem technicznym, opracowanym dla określonego obiektu budowlanego z uwzględnieniem obowiązujących norm i przepisów techniczno-budowlanych, w szczególności rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2001 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z poźn. zm.), a ich właściwości techniczne i użytkowe powinny być potwierdzone odpowiednimi wstępnymi badaniami typu i spełniać postawione wymagania w zależności od użytych materiałów. Niezależnie od modyfikacji składu, z jakiego wykonano rury i kształtki systemów niskoszumowych, w większości są one poddawane badaniom co najmniej w zakresie:

• sprawdzenia wymiarów;
• równomierności budowy ścianki;
• wyglądu zewnętrznego i barwy;
• masowego wskaźnika szybkości płynięcia (zarówno w odniesieniu do rur, jak i kształtek);
• gęstości rur i kształtek;
• skurczu wzdłużnego;
• zmian w wyniku ogrzewania kształtek;
• udarności rur i kształtek;
• szczelności połączeń;
• odporności na cykliczne działanie podwyższonej temperatury;
• charakterystyki akustycznej dla wskaźnika ważonego dźwięku powietrznego i dźwięku materiałowego.

Ustalenie wymagań dla poszczególnych wyrobów jest często związane z wybranymi właściwościami technicznymi i wynika ze składu, z jakiego wykonano rury i kształtki. Modyfikowanie składu powoduje, że wyroby te mają podwyższone właściwości techniczne w zakresie akustyki, ale również – ze względu na odpowiednie domieszki – często wykazują zwiększoną odporność na temperaturę (maks. do 90°C, a w krótkim okresie czasu do 95°C) czy oddziaływanie chemikaliów.
Obecnie na rynku są dostępne kompleksowe systemy kanalizacji niskoszumowej i zwykle każdy z producentów w instrukcji montażowej określa zasady projektowania własnych rozwiązań, deklaruje właściwości techniczno-użytkowe oraz podaje odległości, w jakich powinny być umieszczane np. obejmy wyciszające na przewodach kanalizacyjnych, wykonywane jako mocowania stałe lub przesuwne, tak aby ich stosowanie dawało oczekiwane rezultaty. Rożnego rodzaju obejmy, mufy, nasadki są oczywiście elementami uzupełniającymi systemy kanalizacji niskoszumowej. Mufy nasadowe – jako elementy łączące rury bezkielichowe montowane na pionach kanalizacyjnych – skutecznie zapobiegają przenoszeniu drgań wewnątrz kanałów instalacyjnych (dodatkowo kanały te mogą być wyciszone materiałem izolacyjnym – rys. 3).

3. Obniżone odbicia dźwięków w kanale instalacyjnym z wykładziną dźwiękochłonną [8]. 1 – przegroda stała; 2 – wykładzina dźwiękochłonna, np. wełna; 3 – rura kanalizacyjna; 4 – przegroda lekka; 5 – odbicia dźwięków

Liczy się kompleksowość

Warto pamiętać, że uwzględnienie tylko jednego czynnika służącego ochronie przeciwdźwiękowej, jak wyciszony system rurowy czy stosowanie dodatkowych obejm, nie zawsze zda egzamin, gdyż poziom hałasu jest zależny także od innych kwestii, o których wspomniałam wcześniej, w tym rodzaju ściany i stropu czy sposobu łączenia stropu ze ścianą działową. Jeśli jednak nie będziemy wymagać od deweloperów i inwestorów stosowania elementów instalacyjnych, które zapewniają komfort użytkowania, narazimy się na życie w hałasie, który obniża jakość naszej pracy, nie pozwala efektywnie wypocząć i może być przyczyną problemów zdrowotnych. Instalacja niskoszumowa to najbardziej przyjazne użytkownikom rozwiązanie, ale należy mieć na uwadze, że wszystko zależy od konstrukcji budynku i prowadzenia wewnątrz niego przewodów instalacyjnych. Ważne jest też, by umiejętnie wybierać wyroby budowlane – takie, które mają potwierdzone właściwości techniczne i użytkowe.

Literatura:
[1] DzU 2014, poz. 112, Obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 15 października 2013 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie dopuszczalnych poziomów hałasu w środowisku
[2] PN-B-02151-02:1987 Akustyka budowlana – Ochrona przed hałasem pomieszczeń w budynkach. Dopuszczalne wartości poziomu dźwięku w pomieszczeniach
[3] PN-B–02151-03:2015-10 Akustyka budowlana. Ochrona przed hałasem w budynkach – Część 3: Wymagania dotyczące izolacyjności akustycznej przegród w budynkach i elementów budowlanych
[4] PN-EN 12354-5:2009/C:2010 Akustyka budowlana. Określanie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów – Część 5: Poziomy hałasu pochodzące od wyposażenia technicznego
[5] PN-EN 12354-6:2005 Akustyka budowlana. Określanie właściwości akustycznych budynków na podstawie właściwości elementów – Część 6: Pochłanianie dźwięku w pomieszczeniach
[6] PN-EN 12056-1:2002 Systemy kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynków. Część 1: Postanowienia ogólne i wymagania
[7] PN-EN 12056-2:2002 Systemy kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynków. Część 2: Kanalizacja sanitarna. Projektowanie układu i obliczenia
[8] Josef Ammon, Poradnik instalatora, montera i projektanta. Ścianki instalacyjne. Nowe techniki montażu, Wydawnictwo EURO-MEDIA, 1997
[9] www.grupapsb.com.pl – Katalog produktów – Systemy kanalizacji wewnętrznej. Styczeń 2013

Autor: Monika Lipska