Osiguravanje zvučne udobnosti jedna je od važnih tema kojom se bavimo tijekom projektiranja i izgradnje objekata. U tom procesu vrata su elementi zgrade koji zahtijevaju poseban tretman. S aspekta zvučne izolacije vrata se promatraju kao i ostale montažne pregrade koje se donose i ugrađuju u zgradu, ali uz važnu razliku da moraju imati mogućnost otvaranja. Upravo ove dvije osobine, ugradnja u već formirane građevinske pregrade i funkcija otvaranja, glavna su specifičnost vrata u odnosu na zvučnu izolaciju ostalih pregrada – zidova i stropova. Na svim pozicijama u zgradi gdje se razdvajaju prostorije različitih korisnika ili različitih zvučnih sadržaja, a nalaze se vrata, moraju se projektom definirati zahtjevi za njihova zvučno izolacijska svojstva, kao što se radi i za druge pregrade. Međutim, kako bi se u zgradi osigurala zadana izolacijska svojstva vrata podjednako je važno projektom definirati i neke druge uvjete koje treba ispuniti. Bez toga postoji potpuna neizvjesnost oko konačnog rezultata.
Šta određuje zvučnu izolaciju vrata
Čimbenici koji određuju zvučnu izolaciju vrata ugrađenih u neki zid shematski su prikazani na slici 1. Postoje tri neovisne putanje kojim zvučna energija prolazi i one su simbolički označene strelicama. Ukupni rezultat zvučne izolacije vrata nastaje kao jednostavan zbroj zvučne energije koja neovisno prolazi kroz ova tri puta i skuplja se s druge strane pregrade. Priroda ovih putanja nalaže da se vratima posveti pažnja u cijelom procesu nastanka zgrade, od projektiranja, preko njihove nabave, do ugradnje.
Prva putanja zvučne energije (na slici 1 putanja zvuka označena brojem 1) je kroz krilo vrata. U fizičkom smislu, taj proces je isti kao kod svake druge pregrade u zgradi. Da bi se zvuk na toj putanji adekvatno prigušio, potrebno je da krilo ima dovoljno veliku površinsku masu, u skladu sa akustičkim „zakonom mase“. Činjenica je da postoje neki detalji koji se mogu primijeniti u unutarnjoj strukturi krila i koji u nekoj maloj mjeri mogu utjecati na postignutu izolacijsku moć. Proizvođači vrata često ih navode iz marketinških razloga, ali se u suštini ipak sve svodi na težinu.
Dobra ilustracija te činjenice je podatak da vrata za razne studijske prostore, gdje je potrebna velika izolacijska moć svih pregrada, uobičajeno imaju krila čija masa pri standardnoj širini prelazi 100kg. Naravno, velika težina krila komplicira i poskupljuje konstrukciju, jer nameću potrebu za posebnim pantima i nekim drugim detaljima izrade.
Osim kroz krilo, vrata imaju još dvije putanje kojima prolazi zvuk: kroz spoj između okvira i krila i kroz spoj koji ostaje nakon ugradnje između rubova građevinskog otvora i okvira. Pritom je ova druga putanja neovisna o kvaliteti vrata, a izvana je nevidljiva jer se maskira lajsnama. Putanja zvuka kroz krilo vrata je predvidiva na temelju njegove površinske mase, putanja zvuka kroz spojeve između okvira i krila ovisi o tehnologiji proizvođača, a putanja između građevinskog otvora i okvira vrata donosi potpunu neizvjesnost jer ovisi samo od izvođača koji priprema građevinski otvor i izvodi ugradnju. Građevinska praksa pokazuje da su ove dvije putanje s aspekta postignutog rezultata mnogo značajnije od putanje zvuka kroz krilo vrata, i one dominantno određuju in situ zvučnu izolaciju koju će vrata postići u zgradi. Zbog njih se vrijednost izolacijske moći koju ima krilo nikada ne može postići, već je samo pitanje koliko će se smanjiti.
Utjecaj spojeva oko vrata
Utjecaj spoja između krila i okvira vrata (na slici 1 putanja zvuka označena brojem 2) ovisi o geometrijskim detaljima u zoni nalijeganja krila, kvaliteti materijala od kojeg su vrata izrađena i preciznosti njihove izrade. Prevedeno na praktičan jezik, za minimizaciju utjecaja ove putanje zvuka na izolacijsku moć vrata neophodna je kvalitetna tehnologija proizvodnje, odnosno preciznost izrade pojedinih dijelova, od kvalitete i broja brtvi do primijenjenog rješenja brtvljenja između krila vrata i poda.
U literaturi postoje razni prikazi važnosti brtvljenja spoja između krila i okvira. Na slici 2 prikazani su dijagrami izmjerene izolacijske moći jednih vrata na kojima je promijenjeno više varijanti brtvljenja. Karakteristična su dva krajnja rezultata: kada na vratima ne postoji nikakva gumena brtva i kada je krilo vrata zalijepljeno za okvir, što znači da je spoj sveden na nulu. Može se vidjeti da na nekim frekvencijama vrata bez gumene brtve imaju vrijednosti izolacijske moći koje su više od 10 dB niže od vrijednosti koje ima samo krilo. Ostali rezultati prikazani na dijagramu dobiveni su mjerenjem s različitim vrstama brtvila, odnosno s različitim profilima i različitom kvalitetom gume. Dijagram pokazuje da nije dovoljno samo postojanje gumenih brtvi, već su važne i njihove fizičke karakteristike. Iz ovoga se zaključuje sljedeće:
- ulaganje materijala u krilo vrata nema previše smisla, ako se istovremeno ne obrati pažnja na način brtvljenja između krila i okvira;
- nije dovoljno postaviti gumenu brtvu po obodu, već je važna struktura i kvaliteta primijenjene gume,
- čime god se vrata brtvila, uvijek će rezultat biti lošiji od onoga što daje samo krilo.
Poseban problem u brtvljenju vrata je prostor između donjeg ruba krila i površine poda. Potpuno rješenje tog problema može se postići samo s pragom. Nažalost, postoje razni utjecaji zbog kojih na nekim pozicijama u zgradama nije moguće postaviti prag (primjerice u hotelima). Dva primjera vrata bez praga prikazani su na slici 3. Takva šupljina dramatično narušava kvalitetu krila vrata. U okolnostima kada se od takvih vrata zahtijeva nešto veća vrijednost izolacijske moći, projektantima nastaju problemi.
Za pozicije gdje iz nekih razloga nije dopušten prag za brtvljenje vrata uobičajeno rješenje je tzv. padajući prag („PADAJUĆA BRTVA“). On se nalazi unutar krila i spušta do poda kada su vrata u zatvorenom položaju. Obično se smatra da se dodavanjem padajuće brtve u opis vrata rješava problem brtvljenja, a time i zvučna izolacije vrata. Nažalost, stvari nisu tako jednostavne. U literaturi su prikazane zanimljive informacije o toj vrsti praga (izvor podataka: Laboratorij za zvuk). Neki od rezultata prikazani su u tabeli, a iz njih proizlaze sljedeći zaključci:
- vrata bez bilo kakvog praga imaju značajno manju izolacijsku moć od svojih maksimalnih mogućnosti;
- vrata s jednim padajućim pragom povećavaju izolacijsku moć vrata, ali ne u mjeri u kojoj to omogućuje klasični prag;
- za povećane zahtjeve izolacije potrebno je primijeniti najmanje dva padajuća praga unutar krila ili kombinaciju običnog i padajućeg praga.
Bitno je napomenuti da kada govorimo o vrijednostima zvuka, treba jasno deklarirati zvučnu izolaciju kompletnih vrata s dovratnikom.
Iskustvo iz prakse s padajućim pragom ukazuje na još dvije važne činjenice. Prva je da njihovi mehanizmi zahtijevaju prilagodbu prema konfiguraciji poda nakon ugradnje vrata. Postoje primjeri da su padajući pragovi ostali neadekvatno podešeni nakon završetka gradnje, zbog čega je uočen problem zvučne izolacije vrata. Kako bi se to izbjeglo, preporuča se da se u projektnom opisu vrata, uz uvjet da imaju padajući prag, navede i obaveza njegovog podešavanja nakon ugradnje.
Druga važna činjenica o padajućem pragu je da takav sustav brtvljenja ne funkcionira ako se spušta na tepih kao podnu oblogu (što je uobičajeno u hotelima). Porozna struktura tepiha omogućava prolazak zvučne energije ispod spuštenog praga, čime se umanjuje dobitak očekivan investicijom u mehanizam. Problem se može riješiti tako što bi se u liniji padajućeg praga, a u razini tepiha, umetnula neka lajsna od tvrdog materijala na koju se spušta „giljotina“.
Konačno, zvučna izolacija vrata, s istim krilom i s istim brtvama, može ovisiti o kvaliteti ugrađenog mehanizma za zatvaranje. Brtvljenje spoja po obodu ovisi od pritisnutosti gumene brtve, a to je pitanje načina zatvaranja vrata i mehanizma koji to osigurava. U literaturi postoje podaci o rezultatima mjerenja izolacijske moći istih vrata s ugrađena dva različita mehanizma za zatvaranje (brave). Izmjerena je razlika od 2 dB koja nastaje samo zbog različite kvalitete ugrađenog mehanizma. U konstrukcijama specijalnih vrata poput onih za studijske prostore postoje mehanizmi koji vrše dodatno pritezanje krila prema okviru kada su vrata u zatvorenom položaju radi boljeg brtvljenja.
Poseban slučaj u smislu brtvljenja su dvokrilna vrata i staklena vrata bez metalnog okvira. Jedan primjer dvokrilinih vrata s problemom brtvljenja prikazan je na slici 4. Koncept tih vrata vjerojatno ne dopušta značajno poboljšanje njihove izolacijske moći. Drugi slučaj su staklena vrata kod kojih je krilo u potpunosti od stakla, bez dodatka u obliku nekog okvira. Na njima ne postoje brtve i prag, pa su šupljine oko krila relativno velike. Zbog toga na pozicijama u zgradama gdje se postavlja zahtjev za povećanu vrijednost zvučne izolacije vrata, nemoguće je projektom predviđati modele staklenih vrata bez okvira. Nažalost, danas je njihova primjena u uređenju interijera prilično rasprostranjena, što je u nekim zgradama stvorilo problem i dovelo do sanacija takvih vrata.
Utjecaj spoja između okvira vrata i građevinskog otvora
Analiza vrata u raznim zgradama pokazala je da putanja zvuka kroz spoj koji ostaje između građevinskog otvora u zidu i okvira vrata (na slici 1 označena brojem 3) predstavlja najčešći uzrok problema s njihovom zvučnom izolacijom. Na tom mjestu uobičajeno ostaje neki prazan prostor koji je samo maskiran ukrasnim lajsnama. Zvuk prolazi kroz tanak materijal lajsni i zračni prostor, što je u izolacijskom smislu prohodnija putanja od one kroz krilo vrata.
Nastanak ove putanje ilustriraju fotografije iz prakse prikazane na slici 5. One pokazuju dva važna detalja. Najprije se ostavlja prevelik prazan prostor između okvira vrata i građevinskog otvora, koji onda izvođač treba popuniti. To je uvijek posljedica nesklada između dimenzija vrata i otvora ostavljenog za njihovu ugradnju. Drugo, taj prostor se uobičajeno popunjava, djelomično ili u potpunosti, nekim pjenastim materijalom („pur pjena“), smatrajući da se na taj postiže adekvatno brtvljenje. Manje je poznato da su takvi materijali transparentni za zvuk jer imaju malu gustoću, pa u akustičkom smislu ne predstavljaju prepreku za prolazak zvuka.
Utjecaj putanje između građevinskog otvora u zidu i okvira najznačajniji je kod vrata koja imaju deklariranu visoku vrijednost izolacijske moći. Prolazak zvuka tom putanjom umanjuje sve ono što je proizvođač napravio u izradi vrata kako bi bila kvalitetna, a time i ono što je plaćeno za njihovu kvalitetu. U praksi je zabilježen jedan slučaj vrata koja imaju izolacijsku moć 38 dB dokazanu laboratorijskim ispitivanjem, a mjerenje u zgradi gdje su ugrađena pokazala su izolacijsku moć od samo 17 dB. Uzrok tome bila je relativno velika šupljina oko vrata maskirana lajsnama. O važnosti ove putanje govori i činjenica da u tehničkim uvjetima koje daju proizvođači specijalnih vrata izrazito visoke vrijednosti izolacijske moći (na primjer za vrlo bučne komore u kojima se testiraju motori i sl.) postoji zahtjev da građevinski otvor za njihovu ugradnju bude isključivo u betonu i izveden s točnošću od 1 mm.
Koja je pouka iz svega ovoga?
Prikazani primjeri imaju samo za cilj pokazati kako je izolacijska moć vrata kompleksna tema u kojoj je doprinos kvaliteti podijeljen, jer:
- putanja zvuka sa slike 1 označena brojem 3 ide „na dušu“ izvođača radova koji ugrađuje vrata i projektanta ako u njihovom opisu nisu izričito specificirani uvjeti za izvođenje građevinskog otvora,
- putanje 1 i 2 idu isključivo „na dušu“ proizvođača vrata.
- U arhitektonskom projektu mora se navesti koliko decibela mora biti minimalna vrijednost izolacijske moći vrata u ugrađenom stanju. Svi drugi detalji u opisu vrata mogu proizvođača osloboditi od odgovornosti, kao i izvođača koji ih ugrađuje. Projekt treba zahtijevati sljedeće:
- da se na gradilište dostave laboratorijski izvještaji za izolacijsku moć točno tog tipa vrata koji se ugrađuje,
- da izvođač izvrši pripremu građevinskog otvora na način koji će osigurati traženu izolacijsku moć.
Nažalost, u projektima nije rijetkost pogriješiti u dijelu s opisom vrata. Isječak iz jednog starog projekta koji to ilustrira prikazan je na slici 6.
(objašnjenje-u-tekstu)
Na njemu su tri karakteristične greške označene brojevima:
- struktura krila vrata definirana je nekakvim „zvučnim ispunama“ za koje se ne zna što znače, a koje oslobađaju proizvođača vrata od odgovornosti za njihovu konstrukciju;
- zahtijevaju se gumene brtve, što dodatno oslobađa proizvođača od odgovornosti, jer je zahtjevano samo njeno postojanje, a ne i kvaliteta;
- priloženi crtež vrata prikazuje šupljinu u okviru bez napomene o potrebi popunjavanja iste.
Iz svega ovoga proizlazi zaključak da u projektu mora biti navedena minimalna zahtijevana vrijednost izolacijske moći vrata u dB i tako odgovornost za akustičnu kvalitetu prebaciti na njihovog proizvođača. U tom smislu potrebno je izbjegavati davanje uputa o izradi vrata u arhitektonskom projektu. Proizvođač će atestom dokazati da njegova vrata zadovoljavaju postavljeni uvjet, a kako će to postići stvar je njegove tehnologije. No, s druge strane, projekt mora sadržati opće uvjete za pripremu građevinskog otvora prije ugradnje vrata s ciljem minimiziranja spojeva i sprečavanja smanjenja vrijednosti izolacijske moći samih vrata. U svakom slučaju treba za svaki tip vrata tražiti rezultat zvučne izolacije te izvještaj iz akreditiranog laboratorija.
