FELIETON: Spokojnie i bez hałasu

Bez względu na nazwę czy też przeznaczenie wielkich hal, występuje w nich zjawisko zwane pogłosem. Można powiedzieć, że pogłos to dźwięk, który pozostaje w pomieszczeniu po tym, jak źródło dźwięku przestało go już wytwarzać. Zbyt duża wartość tej "wybrzmiewającej" energii, tworzy hałas pogłosowy.

Znowelizowane w 2009 roku Prawo budowlane rozszerza nakaz stosowania ochrony przed hałasami w budynku o ochronę przed tzw. hałasem pogłosowym. Tym bardziej na znaczeniu zyskuje inteligentne projektowanie dużych hal, które uwzględniając zarówno potrzeby eliminacji wytwarzanego wewnątrz hałasu, jak również komfortu użytkowania takich obiektów. Żeby jednak nie poprzestawać na narzekaniu, spróbujmy coś z nim zrobić.

W hałaśliwych halach produkcyjnych

Wszędzie, gdzie pracują ludzie, rządzą przepisy BHP i normy dotyczące ochrony słuchu. W halach o dużym pogłosie pracodawcy, dla spełnienia tych wymagań, zamiast redukować hałas najczęściej stosują "rozwiązania" w postaci nakazu używania przez pracowników ochronników słuchu (nauszniki lub zatyczki). Nie zawsze jest to rozwiązanie praktyczne, szczególnie gdy w grę wchodzi konieczność porozumiewania się między sobą. Nie bez znaczenia jest też to, że 8-godzinne noszenie ochronników wcale nie sprzyja higienie uszu. Stosowanie tych rozwiązań nie ma wpływu na fakt, że hałaśliwa hala generuje dodatkowy hałas do środowiska i to, że dla takiej przestrzeni nie będą się zgadzać żadne wyliczenia projektowe dotyczące wyznaczonego w dokumentacji poziomu hałasu generowanego przez maszyny.

Trochę inaczej w hali sportowej

Podczas gdy w przemysłowych halach produkcyjnych i dużych magazynach redukuje hałasu związana jest bezpośrednia z wymaganiami BHP (ochrona słuchu pracowników), to w przypadku hal sportowych i widowiskowych dochodzi jeszcze konieczność zapewnienia odpowiedniego stopnia "zrozumiałości mowy" - najczęściej przy użyciu systemu głośnikowego. Jest to także wymogiem nowych regulacji przeciwpożarowych w zakresie wspomagania ewakuacji z wykorzystaniem komunikatów słownych.

Niestety, współczesne zdobycze techniki umacniają projektantów i inwestorów w całkowicie błędnym przeświadczeniu, że problemy złej akustyki hali sportowej rozwiąże zastosowanie "odpowiedniej aparatury dźwiękowej. W technice upatruje zatem złotego sposobu na przywracanie utraconej zrozumiałości mowy. I tu wypada przywołać przypadek telewizora w dużym salonie. Ci, którzy zaznali szczęścia przeprowadzki z małego M3 do swojego wymarzonego domu z dużym salonem (z gładkimi sufitem i ścianami), w którym swoje miejsce zmalał także telewizor, z pewnością potwierdzą fakt, że zrozumienie sów lektora płynących z telewizora często nastręcza pewnych trudności. Co wtedy robimy? Najczęściej pada komenda "daj głośniej"!

Zwiększenie głośności może spowodować kłopot związany z hałasem pogłosowym. Dlaczego tak się dzieje? Ano dlatego, że zwiększenie głośności oznacza nic innego tylko dołożenie dodatkowej energii dźwiękowej do tej, która już i tak nie może wydostać się z zamkniętego pomieszczenia.

Niestety, ogromna większość właścicieli hal sportowych szuka rozwiązania w zastosowaniu wielkodecybelowych głośników. Zamiast więc tworzyć warunki do komfortowego uczestnictwa, próbuje się zabić hałas jeszcze większym hałasem!

Jak wyeliminować hałas pogłosowy?

Eliminowanie hałasu pogłosowego z wielkokubaturowych hal nie jest wcale takie łatwe. Myli się ten, kto uważa, że do tego wystarczy postawienie gdzieś w kącie hali jakiegoś "kosmicznego pochłaniacza", no chyba żeby jakimś cudem skierować naraz do niego całe drgające w hali powietrze.

Jak wiemy, źródłem hałasu pogłosowego jest pomieszczenie, którego gładkie i twarde płaszczyzny miliony razy odbijają energię dźwiękową. To właśnie tu w powierzchniach ścian, sufitu oraz przedmiotów leży rozwiązanie problemu z hałasem pogłosowym. Energia dźwiękowa najszybciej wytrącana jest w grubych materiałach o silnie porowatej strukturze, które nazywamy dźwiękochłonnymi.

W każdym przypadku, zarówno hal przemysłowych, jak też sportowych i widowiskowych, najskuteczniejszym sposobem jest zwiększenie akustycznej chłonności wnętrza poprzez zainstalowanie w nim materiałów dźwiękochłonnych, które potrafią zredukować znaczną część przeszkadzającej energii do poziomu, przy którym nie będzie miała już większego znaczenia.

Nieprzypadkowo wspomniałem o powierzchni. Działanie dźwiękochłonne odnosi się bowiem do dużej powierzchni, jaką muszą zająć te materiały w hałaśliwej hali. Parametrem, który wyznacza ilość potrzebnych materiałów dźwiękochłonnych jest tzw. równoważna powierzchnia pochłaniająca. W przeciwieństwie do materiałów o silnie porowatej strukturze materiały gładkie i twarde mają równoważną powierzchnię pochłaniania. Polski Komitet Normalizacji już wkrótce opublikuje antyhałasową normę techniczną, która będzie określać dopuszczalne wartości pogłosu w pomieszczeniach (w tym halach przemysłowych i sportowych). Norma będzie także drogowskazem na drodze do określenia ilości materiałów dźwiękochłonnych - o różnych równoważnych powierzchniach pochłaniania - potrzebnych do zredukowania hałasu w wybranych pomieszczeniach.

Fot.1. Przestrzenne materiały dźwiękochłonne w hali		Fot.2. Panele dźwiękochłonne w hali fabrycznej

Jakie materiały stosować?

Różnorodność dostępnych materiałów budowlanych, wykończeniowych i technologii oferuje architektom rozwiązania dla rozmaitych wyzwań. Brak wiedzy, co planować i jak stosować, stanowi tu największą przeszkodę.

W obiektach o skomplikowanej o skomplikowanej architekturze (np. słynne "kopuły" hal studia filmowego Alvarnia Studios w Alwerni pod Krakowem) zastosowanie może mieć specjalny "tynk akustyczny" w postaci piany celulozowej, choć jest to technologia dosyć kosztowna. Surowe, betonowe i płaskie ściany można obłożyć akustyczną płytę ze słomy drewnianej, nasączonej niepalnym magnezytem, która dobrze rozprasza i tłumi dźwięki, a przy okazji jest bardzo odporna na uderzenia i nie wymaga specjalnych zabiegów przy montażu.

Jednakże najbardziej popularnym materiałem dźwiękochłonnym (głównie za sprawą ceny) jest wełna mineralna o odpowiedniej gęstości. Jest lekka i stosunkowo niedroga. Wełna musi być zabezpieczona przed obsypywaniem, ale niczym nie zasłonięta, aby niezliczone pory, które ma w swojej strukturze, mogły być bezpośrednio wystawione na działanie fal dźwiękowych. Można nią osłaniać twarde i gładkie powierzchnie sufitu lub ścian, zachowując pewną odległość od powierzchni (fot. 2). Najbardziej popularnym materiałem tego typu są płaskie panele z wełny o grubości 50 mm, z których zbudowane są podsufitki w salach konferencyjnych, biurach, hotelowych korytarzach. W tych miejscach ich główna rola polega na estetycznym zasłonięciu wszystkich instalacji prowadzonych pod sufitem. Dodatkowo regulują one komfort akustyczny takich sal.

Fot.3. Hybrydowy „walec” w dużym hallu

Budowanie z nich podsufitki w halach produkcyjnych, gdzie dostęp do instalacji technicznych nie może być ograniczony, nie jest najbardziej praktycznym rozwiązaniem. Tutaj bardziej  popularne są przestrzenne bloki o zróżnicowanych kształtach geometrycznych (fot. 1) lub płaskie płyty (tzw. baffle) zwieszane z sufitu, rozmieszczone w odpowiedniej gęstości (fot. 5).

W hali sportowej największą nieużytkowaną i niezabudowaną powierzchnią jest jej dach. Z reguły inwestor decyduje się najpierw zbudować dach, a następnie przymocować do niego panele dźwiękochłonne. Miękkie panele sufitowe z wełny mineralnej znakomicie tłumią nadmiarową energię dźwiękową, ale nie są odporne na uderzenia. Zwieszone pod sufitem baffle mogą być dodatkowo łatwo strącone przez kopniętą piłkę. Jest jednak coś, o czym warto wiedzieć. Otóż, oprócz niewątpliwych zalet, jak mały ciężar i niewielka cena, wszystkie wymienione do tej pory materiały dźwiękochłonne mają jedną wspólną wadę: nie pochłaniają niskich częstotliwości! Tak więc po ich zainstalowaniu hala już nie syczy (jak głoska S) i nie szumi (jak zgłoska SZ), ale nadal „huczy”! Jeśli znajdujące się w hali źródła generują dźwięk o niskich częstotliwościach (maszyny czy choćby wentylacja), to może być z tym problem.

Bardziej skuteczne metody

Znakomitym rozwiązaniem dla efektywnej redukcji hałasu pogłosowego w pełnym zakresie częstotliwości jest wykorzystanie dźwiękochłonnego materiału hybrydowego. To jest najnowsze opatentowane rozwiązanie, które wykorzystuje zjawisko pochłaniania przez porowatą strukturę i jednocześnie wygasza fale za pomocą rezonansu. W ten sposób, oprócz pochłaniania wysokiego i średniego zakresu częstotliwości, wygaszana jest także energia częstotliwości niskich.

Materiał ten jest lekki i wyróżnia się specyficzną budową. Ma postać walca z wełny mineralnej, nafaszerowanej specjalnie ukształtowanymi rezonatorami (fot. 4). Takie rezonatory są rodzajem tłumików, nastrojonych na częstotliwości niskie (ok.150 Hz), których nie sposób wytłumić żadnymi innymi materiałami dźwiękochłonnymi. W niektórych „huczących” halach jest to jedyne dostępne rozwiązanie.

Wydaje się, że jest to aktualnie najbardziej efektywny materiał pochłaniający dźwięk w szerokim zakresie częstotliwości i przy tym stosunkowo niedrogi. Znajduje uniwersalne zastosowanie zarówno w halach przemysłowych, szkolnych salach gimnastycznych, jak również sportowych. Odporny na uderzenia, śmiało może być zawieszany pod sufitem (jak baffle), pojedynczo lub w kiściach, a także bezpośrednio na ścianach (jeden pod drugim) bez obawy o mostki termiczne. Ponadto nie wymaga żadnych stelaży ani rusztów (fot.3) i można go łatwo zdemontować.

Fot.4. Hybrydowy „walec” w dużym hallu		Fot.5. Baffle pod sufitem hali autoserwisu

Czy to się opłaca?

Walka z hałasem w hali nie oznacza całkowitego wytłumienia energii dźwiękowej, lecz jedynie zredukowanie jej nadmiaru do poziomu, w którym już nie przeszkadza! Projektanci, którzy nie do końca to rozumieją, popadają w skrajność i wszelkimi sposobami próbują maksymalnie zdławić dźwięk w hali, doprowadzając niejednokrotnie do ruiny finanse inwestora. Antyhałasowa adaptacja akustyczna hali nie polega na zabijaniu akustyki!

Znając parametry dźwiękochłonne materiałów wykończeniowych, można precyzyjnie wyznaczyć ich liczbę, stosownie do wielkości redukcji hałasu. W wielu przypadkach stosuje się do tego wirtualne modelowanie akustyki hal w komputerze z oprogramowaniem do symulowania akustyki i zrozumiałości mowy. Często działania zmierzające do zredukowania hałasu pogłosowego mają bardzo wymierny skutek finansowy. Zła akustyka w hali sportowej wymaga stosowania systemu audio, który będzie bardziej złożony i bardzo kosztowny. Hala sportowo-widowiskowa warszawskiego Torwaru niech będzie przykładem. Dzięki adaptacji akustycznej w hali zmniejszono hałas pogłosowy co najmniej o 6 dB, co oznacza, że wymagany poziom dźwięku z aparatury głośnikowej może być teraz również o 6 dB mniejszy. Tak więc - zgodnie z prawami elektroakustyki - można było ograniczyć wielkość aparatury wzmacniającej aż o 75 proc.

Zamiast czterdziestu drogich wzmacniaczy jest ich tylko dziesięć, nie mówiąc już o zredukowaniu wielkości użytych głośników. Pokrycie sufitu płytami dźwiękochłonnymi stanowiło niemały wydatek, nie mniej oszczędności na aparaturze nagłośnieniowej znakomicie zbilansowały koszty adaptacji akustyki - z pożytkiem dla inwestora i publiczności. Wyjątkowy komfort akustyczny w hali Torwar przyciąga teraz wielu organizatorów imprez, od kongresów i zawodów sportowych po wystawy i widowiska rozrywkowe. Dlatego, budowniczowie nowoczesnych hal, starajcie się prawidłowo projektować przestrzeń dźwiękową w hali, a owocem poniesionych nakładów i waszej pracy będą zamówienia. Klienci bowiem z łatwością pozbędą się złych i przestarzałych rozwiązań.