בידוד אקוסטי בבניה בבלוקים

 

מאמר מאת: שלומי רוזנברג

תאריך: מרץ 17


מהו רעש?

רעש הוא קול לא רצוי והפרעה סביבתית. רגישות האוכלוסייה למפגעי רעש הולכת וגדלה וכך גם הדרישה לנקיטת אמצעים להפחתתם. לרעש מגוון רחב של השפעות על הגוף והנפש של האדם. הרעש מעיק על העצבים, מגביר את צריכת האנרגיה של הגוף, מעייף ופוגע בכושר הריכוז.
קירות עשויים בלוקי בטון יכולים לשמש כמחיצות יעילות למניעת מעבר רעשים תוך בקרה מוקדמת והחלטה על עוצמתם.
קירות הבלוקים מפחיתים רעשים בשתי דרכים:
א. מניעת מעבר של חלק גדול מאנרגית הרעש בטווח רחב של תדרים דרכם
ב. ספיגת חלק מאנרגית הרעש בתוכם ביעילות גבוה יחסית

בזכות יכולות בידוד אקוסטיות אלה, קירות בלוקי בטון במשקל בינוני וגבוה מיושמים בהצלחה ב:

  • קירות הפרדה בין דירות, בין חדרי מלון ובין כיתות לימוד ומשרדים
  • מחיצות הפרדה בתוך דירות בין חללים רועשים לחללים הדורשים שקט
  • קירות חוץ למניעת חדירת רעשים חיצוניים
  • קירות חציצה למניעת מעבר רעש לאורך כבישי

רעש נגרם על ידי תנודות המועברות דרך האוויר או דרך מדיומים אחרים כמו רכיבי הבניין. הרעש מאופיין בתדירות ובעוצמה;
– התדירות (מספר התנודות או המחזורים בשנייה) נמדדת ביחידות הרץ (Hz)
– העוצמה נמדדת בדציבלים (dB), סולם אנרגיה לוגריתמי
כל עלייה בעוצמת הרעש של 10dB מורגשת באוזן האנושית כהכפלת העוצמה. כל רעש בעל עוצמה חזקה עלול לגרום לנזקים קבועים בשמיעה. רעש שעוצמתו מעל 70 דציבלים נחשב רעש מזיק, רעש מעל 65 דציבלים נחשב רעש הפוגע באופן משמעותי באיכות החיים, ורעש מעל 60 דציבלים נחשב רעש מפריע. רעש מזיק יכול להיות רעש מתמשך או רעש התקפי חזק.

לתופעה זו השפעה בולטת במיוחד בקירות או מחיצות בעלות משקלים קלים, דקים או גמישים. לעומת זאת הרטט נבלע ביעילות רבה בקירות ומחיצות כבדים ונוקשים, כפי שקורה בקירות בלוקי בטון לבנייה. לקירות אלה תדירות טבעית נמוכה יחסית כך שרק קולות הנישאים באוויר בתדרים נמוכים יגרמו לרטט סימפתי. בגלל המסה הגבוהה יחסית והנוקשות, קירות בלוקי בטון יעילים במיוחד בהפחתת מעברי קול רועש.

נהוג להפריד בין שני סוגי רעשים או קולות:
קול נישא באוויר – רעש שנוצר ממקור ראשוני, מועבר לאוויר ופוגע ברכיבי הבנייה. לדוגמא: דיבור, תנועה כלי רכב ומטוסים.

קול הולם – קול שמקורו ממגע ישיר בין מקור הרעש לבין רכיב בנייה. לדוגמא, גרירת רהיטים, צעדי הליכה, ותנודות מתקנים על קירות או ריצפה.

הקול העובר דרך רכיבי הבניין עובר דרך מספר נתיבים. הנתיב הישיר הוא הנתיב העובר ישירות דרך הקיר עצמו. פרט לנתיב זה יש עוד – 16 "נתיבים מאגפים" עיקריים, 4 בכל רכיב הנושק לרכיב החציצה עצמו. את הנתיבים המאגפים ניתן לראות באיור הבא.

 

 


התקינה האקוסטית לקירות ותקרות/רצפות – התקינה האקוסטית בישראל

תקן ישראלי ת"י 1004 חלק 1 מפרט את הדרישות לבידוד אקוסטי של קירות ותקרות/רצפות המפרידים בין חללי דירה אחת ליתר חללי הבניין. התקן מפרט דרישות עבור קול נישא באוויר ועבור קול הולם.

הדרישות בתקן זה נקבעו על סמך ניסיון מצטבר בישראל תוך פשרה המתחשבת גם בתוספת העלות הכספית בבנייה. ניתן לומר שהדרישה בישראל נמוכה יחסית למדינות המתקדמות באירופה. דוגמא ניתן לראות בטבלה הבאה:

כמובן מומלץ לנסות ולקבל רמות בידוד אקוסטי גבוהות מהדרישה המינימלית המוגדרת בתקן בישראל.

בתקן הישראלי ת"י 1004 חלק 1 מפורטות גם שיטות למדידה או לחישוב של תכונות בידוד אקוסטיות לסוגי רכיבי הפרדה שונים בין דירות. התקן מפרט שיטות בדיקה מעבדתיות ושיטות בדיקה באתרי הבנייה על-פי שיטות המקובלות גם בתקינה האירופאית החדשה. בנוסף מאפשר התקן לקבוע את ערך הבידוד האקוסטי התכנוני של קירות ותקרות/רצפות בשיטה חישובית עבור רכיבים מסיביים בלבד.

רכיבים מאסיביים מוגדרים בתקן כרכיבי הפרדה עם או בלי חיפוי שנוצקו כיחידה אחת (לדוגמא: קיר יצוק, רצפת בטון, תקרת צלעות) או שנבנו מיחידות בלוקים. רכיב מסיבי הוא רכיב שהמסה שלו ליחידת שטח הינה 150 ק"ג למ"ר לפחות (לרבות שכבות החיפוי המודבקות לרכיב).

שיטות החישוב לרכיבים המסיביים בין דירות שבתקן מבוססות על התוספת הראשונה לתקן הגרמני DIN 4109 משנת 1989. שיטת חישוב מיושנת זו עברה עדכון יסודי בחודש יולי 2016, במכון התקנים הישראלי הוחלט לעדכן את התקן הישראלי על פי התקן הגרמני המחודש אבל עדכון זה נכון לתחילת 2017 מתעכב.

התקינה האקוסטית באירופה ובגרמניה – התקן הגרמני החדש DIN 4109 משנת 2016 מורכב ממספר חלקים:

לאחר שנים רבות של ההתייעצויות נכנסה לתוקפה הגרסה החדשה לתקן הגרמני להגנה מרעש תקן DIN 4109. הגרסה החדשה של התקן מחליפה את הגרסה הישנה בת 27 השנים, ואת כל הנספחים שהיו קשורים בה ובהדגשה על מוסף 1. מוסף 1 היה הבסיס לשיטות החישוב שבתקן הישראלי ת"י 1004 חלק 1 לבידוד אקוסטי בין יחידות דיור.

השינויים הבולטים בגרסת התקן החדשה הם ההתבססות על מונחים שונים ונוהלי חישוב כפי שהוגדרו בתקן הכלל אירופאי EN 12354, תקן שחל ומיושם כבר בכל מדינות האיחוד.

דרישות המינימום הנורמטיביות להגנה מקול נישא באוויר מרכיבי חציצה בין דירות וחדרי עבודה כמעט ולא השתנו.

הגרסה החדשה של התקנים כוללת תשעה חלקים כלהלן:

  • חלק 1 – דרישות מינימום מרכיבי בנייה;
  • חלק 2 – שיטות להוכחה חישובית של העמידה בדרישות;
  • חלק 31 – כללי – נתונים עבור הוכחה חישובית של בידוד מקול – מסמכי מסגרת
  • חלק 32 – קטלוג לחישובים עבור רכיבים מסיביים
  • חלק 33 – קטלוג לחישובים עבור בניה מעץ, בנייה קלה וקיר מלוחות (Drywall)
  • חלק 34 – קטלוג לחישובים עבור שכבות חיפוי נוספות המורכבות על רכיבים מסיביים
  • חלק 35 – קטלוג לחישובים עבור אלמנטים, חלונות, דלתות, קירות מסך
  • חלק 36 – קטלוג לחישובים עבור מתקני טכניים בבניין
  • חלק 4 – שיטות לבדיקות אקוסטיות בבניין

כאמור, התקן הגרמני החדש מבוסס על התקינה האירופאית המודרנית המופיעה בסדרת תקני DIN EN 12354. סדרה זו כוללת שיטות חישוב ומידע נוסף על חישוב הבידוד האקוסטי של בניינים. שיטות החישוב של התקן הגרמני סוכמו והושלמו בצורה כזאת שהמשתמשים בתקן הגרמני יכולים לבצע את החישובים ללא צורך בחזרה למקורות שבתקני DIN EN 12354. הרכיבים המוגדרים "נורמטיביים" בסדרת תקני DIN EN 12354 אומצו בתקינה הגרמנית ללא שינויים, כששיטות חישוב פשוטות שימשו בשני המקרים.

הערכים האופייניים המשמשים את שיטות החישוב המתוארות בתקן הגרמני מספקים את ערכי הבידוד לקול נישא באוויר –  R'w ולקול הולם – L'n,w.

Rwערך חד-מספרי משוקלל של הפחתת קול נישא באוויר במבנה בין שני חדרים, הלוקח בחשבון את כל מעברי הקול האפשריים.

Ln,w – ערך חד-מספרי משוקלל המבטא את רמת ההפרדה לקול הולם של תקרה בבניין, הלוקח בחשבון את כל מעברי הקול האפשריים.

כאמור, על פי שיטות החישוב בסדרת תקני DIN EN 12354, לצורך קבלת תכונת הקול הנישא באוויר בין שני חדרים יש להתחשב בהעברת הקול הישירה דרך רכיב ההפרדה שביניהם והמעברים דרך נתיבי הרכיבים המאגפים. התרומות הייחודיות שלהם מסוכמות לקבלת העברת הקול המוחלטת. לא נלקחים בחשבון נתיבי איגוף משניים אלא רק נתיבי האיגוף שבנקודות ההשקה בין רכיב החציצה לאלה שבמגע איתו. יש חובה לחשב בנפרד כשנדרש במעברי איגוף משניים, כמו נתיבים דרך תעלות, מסדרונות, או מערכות  אוורור.

באופן תיאורטי, בידוד הקול של קיר חד-שכבתי הומוגני, בגודל אינסופי, תלוי בצפיפות, במודל האלסטי, בגורם ההפסד (הבליעה) ובעובי הקיר.

עבור רכיבים בגודל סופי ומוגדר, נוספת ההשפעה של תנאי ההתקנה והמצב בהיקף הרכיב. למטרות מעשיות הוכח שלקירות מבנה הומוגניים, המסה ליחידת שטח של הרכיב המסיבי הוא הנתון החשוב שיש להשתמש בו לקבלת התכונות האקוסטיות.

חישוב מסת הקיר מתבצע על ידי הכפלת צפיפות בק"ג למ"ק בעובי במטר:  (m'= d x ρ (kg/m2  

 

 

 

 

 

 

למסה זו מוסיפים, באם יש, את מסת השכבות המסיביות הדבוקות אליה כטיח, חיפוי אבן בהדבקה וכו'. המסה שלהם מחושבת בשיטה זהה.

מכיוון שבקירות בלוקים ישנם משיקים הממולאים בטיט להדבקת יחידות הבלוקים, התקינה הגרמנית מספקת שיטת חישוב ייחודית לצפיפות קיר הבלוקים. צפיפות קיר עם יחידות בלוקים מסומנת ρw. משוואות השיטה משתנות על פי סוג טיט ההדבקה שבין הבלוקים ועל פי כינוי קבוצות המסה המרחבית.

להלן קבוצות המסה המרחבית של בלוקים המכונה RDK:

להלן משוואת חישוב המסה החישובית על פי סוגי הטיט שבשימוש:

כאמור למסת קיר הרקע יש להוסיף את מסת שכבות החיפוי. התקן הגרמני מפרט את הצפיפות (r) של החומרים השונים המודבקים בדרך כלל לרוב הקירות. להלן הצפיפויות:

  • טיח גבס וטיח בשכבה דקה – 1,000 ק"ג למ"ק;
  • טיח סיד וצמנט – 1,600 ק"ג למ"ק;
  • טיח קל – 900 ק"ג למ"ק;
  • טיח תרמי – 250 ק"ג למ"ק;

חשוב לציין כי מדד הפחתת הקול המתקבל בחישובים הבאים לוקח בחשבון התאמה למצב בשטח בהתאם לממוצע גורמי הפסדי הבניין של הרכיבים בבניה קונבנציונאלית. עקב ההתאמה למצב בשטח משתפר דיוק התחזית בפועל בבנייה מסיבית. הערכים המתקבלים במשואות הם ב- dB ובדיוק של ספרה אחרי הנקודה.

להלן המשואות לחישוב ההתנגדות לקול נישא באוויר של קירות שונים: