Jak zabezpieczyć okna przed hałasem z zewnątrz?

Dobór odpowiednich okien do domu czy mieszkania bywa trudny, ponieważ przyszły użytkownik musi uwzględnić wiele czynników mających wpływ na komfort ich późniejszego użytkowania. Większość osób stających przed dylematem, na jakie okna warto się zdecydować, zdaje sobie sprawę ze znaczenia ich dobrej termoizolacyjności. Okna i drzwi, przez które nie będzie uciekało ciepło, oznaczają realne oszczędności w rachunkach płaconych za ogrzewanie. Znaczna część potencjalnych nabywców jest także świadoma kwestii związanych z wygodą obsługi okien i drzwi – wiedzą oni, że od jakości zastosowanych okuć zależą możliwości otwierania i uchylania, a także korzystania z możliwości mikrorozszczelnienia. W przypadku drzwi tarasowych i balkonowych zazwyczaj brany jest pod uwagę rodzaj zastosowanego mechanizmu – przesuwnego, rozwieranego, harmonijkowego czy przesuwno-rozwieranego. Nie zawsze docenianym obszarem jest jednak kwestia uszczelek okiennych i związanej z nimi ochrony przed docierającym z zewnątrz hałasem. Przyjrzyjmy się bliżej znaczeniu, jakie ma ograniczanie hałasu, sprawdźmy, jaki jest mechanizm rozchodzenia się dźwięku po konstrukcji okna oraz zobaczmy, w jaki sposób można zredukować uciążliwości z tym związane.

Dlaczego nadmierny hałas jest groźny?

Docierający do naszych uszu hałas jest dziś wszechobecny, a miejsca, w których nie słychać żadnych wytwarzanych sztucznie dźwięków należą do rzadkości. Mniejszy lub większy szum i pogłos towarzyszy nam podczas pracy i czynności życia codziennego, odpoczynku i snu. Nadmierne wystawienie na docierające zewsząd hałasy nie pozostaje bez wpływu na nasze zdrowie. Dźwięki niezbyt głośne, o natężeniu poniżej 35 dB, są wprawdzie nieszkodliwe dla naszego zdrowia fizycznego, mogą już jednak powodować rozdrażnienie i zniecierpliwienie przy dłuższej ekspozycji. Warto uświadomić sobie, że są to odgłosy odpowiadające zarówno cichemu szelestowi liści, jak i prowadzonej przyciszonym głosem rozmowie. Jednocześnie musimy sobie zdawać sprawę, że dźwięk mierzymy na skali logarytmicznej, przyrost jego natężenia nie jest więc liniowy, a w przypadku decybeli zwiększa się wzdłuż stromej krzywej. Hałas przekraczający 35 dB, jednak cichszy niż 70 dB to już dość duży dyskomfort i nadmierne obciążenie układu nerwowego objawiające się przemęczeniem i trudnościami z odpoczynkiem i snem. Hałas w przedziale 75–85 dB ma bardzo niekorzystny wpływ na słuch i może być powodem jego uszkodzeń. Hałas od 90 do 130 dB oznacza podwyższone ryzyko wystąpienia nie tylko schorzeń narządu słuchu, ale także powstania innych dolegliwości fizycznych. Przekroczenie granicy 130 dB zwykle oznacza trwałe uszkodzenie słuchu.

Źródła hałasu są różnorodne. Wśród najgłośniejszych znajdują się wszelkiego rodzaju eksplozje, w tym naturalne wyładowania atmosferyczne. Źródłem podwyższonego hałasu jest praca maszyn i urządzeń, a także odgłosy obróbki rozmaitych materiałów – cięcia metalu, materiałów budowlanych, wiercenia i kucia. Znaczny hałas wiąże się także z różnymi środkami lokomocji – szczególnie głośne są samoloty, śmigłowce i pociągi. Groźny jest hałas związany z transportem samochodowym. Niedocenianym a działającym bardzo niekorzystnie na zdrowie czynnikiem jest też bardzo głośna muzyka. Szkodliwy jest gwar wielu rozmów, panujący np. w szkole lub miejscu publicznym.

Hałas jest jednym z ważniejszych stresorów, czyli czynników, które działając przez dłuższy czas, powodują objawy przewlekłego stresu. Wiąże się to z faktem wzmożonego wydzielania się kortyzolu, zwanego hormonem stresu, a także adrenaliny i noradrenaliny u osób wystawionych na dłuższe działanie głośnych dźwięków. Podwyższony poziom kortyzolu ma wpływ na problemy z nadciśnieniem tętniczym, co w dalszym etapie może prowadzić do zawałów i udarów. Stres sprzyja także rozwojowi cukrzycy, powoduje kłopoty ze snem, stałe przemęczenie oraz zwiększa ryzyko zaburzeń nastroju. Bezpośrednim następstwem przebywania w znacznym hałasie są problemy ze słuchem w postaci mechanicznych uszkodzeń struktur ucha wewnętrznego, czyli tzw. niedosłuch lub głuchota.

Co trzeba wiedzieć o hałasie?

Hałas to rozchodzące się falowo drgania cząsteczek powodujące zmiany ciśnienia gazu, najczęściej powietrza, w którym się rozchodzą. Dla dźwięków o wysokich częstotliwościach drgania te są szybsze, a fale mają wyższe i bardziej strome grzbiety, dźwięki o niskich częstotliwościach tworzą z kolei fale bardziej rozciągnięte i niższe. Częstotliwość drgań towarzyszących rozchodzącemu się dźwiękowi jest mierzona w ich ilości pojawiających się w ciągu 1 sekundy ich wystąpień i podawana w hercach (Hz), natomiast głośność, będącą generowaną zmianą ciśnienia oznacza się w decybelach (dB).

Fale dźwiękowe rozchodzące się w powietrzu oddziałują również na ciała stałe. Docierające do ich powierzchni zmiany ciśnienia są częściowo odbijane i kierowane w inną stronę, co powoduje powstawanie tzw. pogłosu, a częściowo zamieniane na drgania cząsteczek, z którego składa się konkretny materiał. W zależności od jego charakterystyki dźwięki mogą być przekazywane dalej wskutek rozchodzenia się wibracji, a zatem niewielkich ruchów cząsteczek albo tłumione. W przypadku tłumienia cząsteczki materiału są wprawiane w bardzo szybkie i intensywne drgania, a w ich wyniku energia kinetyczna zostaje zamieniona w ciepło. W materiałach cechujących się wysoką sztywnością np. betonie drgania rozchodzą się stosunkowo dobrze, natomiast w elastycznych, takich jak wszelkiego rodzaju elastomery np. guma, zostają w krótkim czasie wytłumione.

Natężenie hałasu będzie w dużej mierze zależało od tego, jak daleko znajdujemy się od źródła jego emisji. Wraz z oddalaniem się o każdy metr jego poziom może maleć o kilka decybeli, w zależności od tego, z jakim powietrzem mamy do czynienia. Redukcja poziomu hałasu następuje także wówczas, gdy trafia on na różne przeszkody. Jeśli są one elastyczne tłumienie będzie lepsze, a gdy sztywne – nieco gorsze. Wyniki zależą w głównej mierze od tzw. izolacyjności akustycznej materiału podawanej jako R_A albo R_w.

W pierwszym przypadku izolacyjność akustyczna jest rozłożona na dwa czynniki: R_A1, określający zakres pochłaniania hałasu powstającego z dźwięków o niskiej i średniej częstotliwości  oraz R_A2. Parametr R_A2 dotyczy hałasu generowanego przez dźwięki o średniej i wysokiej częstotliwości. Parametr R_w jest natomiast uśrednioną wartością hałasu. Zarówno R_w, jak i R_A1 oraz R_A2 będą więc pokazywały, jak dużą ilość hałasu jest w stanie odebrać materiał, na który natrafia fala dźwiękowa. Ponieważ we wnętrzu mieszkań dopuszczalny poziom hałasu docierającego z zewnątrz to 40 dB w ciągu dnia oraz 30 dB nocą, okna o R_w albo R_A wynoszącym 40 pozwolą na redukcję do akceptowanych wartości hałasu o natężeniu 80 dB. Trzeba jednak pamiętać, że jest to przybliżenie, ponieważ R_w okien będzie zawsze większe niż R_A1 i R_A2 , co wynika z różnych metodologii pomiaru. W przypadku, gdyby hałas za oknem osiągał większe natężania np. 90 dB wówczas konieczne będą okna o lepszych parametrach.

Hałas a konstrukcja okien

Hałas docierający do budynku „przechodzi” przez osadzone w ścianie okno na różne sposoby. Część dźwięków będzie przedostawać się przez wynikające ze złego spasowania elementów lub niechlujnego montażu szczeliny. Część przeniknie przez materiał znajdujący się na połączeniu ramy i ściany, większa ilość hałasu natrafi na swej drodze na ramę oraz ościeżnicę, a także znajdujące się między nimi uszczelki. Największa część fali będzie natomiast miała kontakt z szybami. Za odpowiednią redukcję hałasu odpowiedzialne więc są wszystkie elementy, z których składa się okno.

Jeżeli chodzi o przeszklenia, to w nowoczesnych oknach mają one postać tzw. pakietu szybowego. Składa się on z dwóch lub trzech tafli szkła, które są ze sobą połączone dobrze uszczelnioną ramką, a przestrzeń między nimi jest wypełniona gazem szlachetnym, np. argonem. Kluczowym dla przenoszenia dźwięków parametrem będzie więc grubość poszczególnych tafli. Wraz ze wzrostem ich grubości wzrasta również masa, co sprawia, że cały element jest mniej podatny na wpadanie w wibracje, jeśli fale dźwiękowe są stosunkowo słabe. Kolejnym parametrem poprawiającym tłumienie jest zwiększenie odległości między poszczególnymi taflami – jeśli będzie ona większa, dźwięk będzie się rozchodził gorzej. Ostatnimi cechami jest różnicowanie grubości tafli o około 30% – w takim przypadku dla pakietu zespolonego dwuszybowego byłaby to np. grubość 6 oraz 4 milimetrów, co jest zapisywane jako 6/16/4, gdzie 16 oznacza 16-milimetrowy odstęp między szybami – a także laminowanie szkła folią.

Ważnym elementem tłumienia dźwięków są profile okienne, z których wykonana jest rama i ościeżnica. W tym przypadku istotną rolę odgrywa rozłożenie i geometria komór powietrznych, które są odpowiedzialne za powstrzymywanie ucieczki ciepła. Jeśli jest ich więcej, zwykle okno będzie znacznie lepiej chroniło przed dźwiękami dobiegającymi z zewnątrz. Równie ważna jest ilość i jakość zamontowanych w oknie uszczelnień. W sytuacji, kiedy jest ich więcej np. trzy, tłumienie dźwięków będzie zdecydowanie większe. Dzieje się tak za sprawą elastyczności zastosowanych materiałów. Uplastycznione PVC, EPDM czy TPE są stosunkowo elastyczne, mają więc dobre zdolności do rozpraszania dźwięków i zamiany ich na energię cieplną. Co równie ważne, bardzo dobrze tłumią również wibracje przenoszone przez profile okienne i pakiety szybowe. Warto tu wspomnieć, że istotną rolę w ochronie przed hałasem odgrywają nie tylko uszczelnienia instalowane między skrzydłem a ościeżnicą, ale także między profilami tworzącymi skrzydło a pakietem szybowym, ponieważ są one w stanie znacznie ograniczyć powstające pod wpływem fal dźwiękowych drgania. W przypadku starszych okien sposobem na zmniejszenie hałasu bez konieczności kupowania nowych okien może się więc okazać wymiana kompletu uszczelek.