Case Study: zwiększenie izolacyjności akustycznej przelotu ogniowego o 15 dB dzięki tłumikom s|TWIST|
Ściana działowa to nie tylko sposób na podział przestrzeni – to przede wszystkim bariera ogniowa i ochrona akustyczna. Jednak konieczność prowadzenia instalacji przez przegrody stwarza poważny problem inżynieryjny: każde otwarcie stanowi punkt krytyczny, który z jednej strony zwiększa ryzyko propagacji ognia, a z drugiej obniża izolacyjność akustyczną ściany.
W poniższym Case Study analizujemy wdrożenie rozwiązania dla firmy działającej w branży budowlanej: producenta przelotów kablowych. Naszym zadaniem było stworzenie technologii, która nie tylko zwiększy tłumienie hałasu, ale przede wszystkim zapewni pełną funkcjonalność przelotu – w tym możliwość nieograniczonej rekonfiguracji kabli – przy ograniczeniu przestrzennym do 50 mm grubości.
Kluczowe dane projektu:
- Klient: dostawca specjalistycznych rozwiązań do zabezpieczania przelotów instalacyjnych (branża budowlana).
- Wyzwanie: zapewnienie skutecznej bariery dla dźwięku w przepuście, który musi umożliwiać łatwą rekorganizację przewodów i ich serwisowanie w przyszłości.
- Kluczowe ograniczenie: grubość elementu może wynosić maksymalnie 50 mm.
- Wynik: redukcja hałasu o ponad 15 dB w krytycznych pasmach częstotliwości przy zachowaniu pełnej funkcjonalności przelotu (możliwość modyfikacji układu kabli). Akustycznie uzyskano efekt jednolitej ściany – tak, jakby otwór montażowy w ogóle nie istniał.
Klient:
dostawca specjalistycznych rozwiązań do zabezpieczania przelotów instalacyjnych (branża budowlana).
Wyzwanie:
zapewnienie skutecznej izolacji dźwiękowej w przepuście, przy zachowaniu swobody w serwisowaniu i rekonfiguracji instalacji.
Kluczowe ograniczenie:
grubość elementu może wynosić maksymalnie 50 mm.
Wynik:
redukcja hałasu o ponad 15 dB w krytycznych pasmach częstotliwości przy zachowaniu pełnej funkcjonalności przelotu.
Budownictwo i akustyka: problem szczelności w przelotach instalacyjnych
Wyzwanie, przed którym stoi budownictwo, rodzi się z fundamentalnego konfliktu: jak zachować najwyższą ogniotrwałość przegrody, jednocześnie zapewniając pełną funkcjonalność i elastyczność w prowadzeniu instalacji technicznych?
Zarówno w specjalistycznych produktach naszego klienta, jak i w ogólnym budownictwie, przeloty kablowe stanowią punkt krytyczny. Każde otwarcie przegrody (ściany), niezbędne do przeprowadzenia przewodów, stwarza ryzyko transmisji ognia i obniża jej izolacyjność akustyczną.
Konsekwencje dla akustyki mieszkań i pomieszczeń przy takich aplikacjach są bezpośrednie i dotkliwe. Dźwięk przechodzi przez otwór z minimalnym tłumieniem, co prowadzi do:
- wzrostu poziomu hałasu w sąsiednich pomieszczeniach,
- degradacji komfortu pracy lub użytkowania obiektu,
- utraty parametrów akustycznych całej przegrody – nawet jeśli sama ściana spełnia wysokie wymagania izolacyjności, traci swoje właściwości, jeśli w jej konstrukcji znajdzie się nieszczelny akustycznie przepust.
Wyzwanie Klienta: redukcja hałasu przy zachowaniu łatwego dostępu serwisowego do instalacji
Nasz klient działa w branży budowlanej i specjalizuje się w dostarczaniu specjalistycznych rozwiązań do zabezpieczania i uszczelniania przelotów instalacyjnych w ścianach. Takie przeloty są niezbędne, aby prowadzić instalacje pomiędzy pomieszczeniami możliwie najkrótszą trasą.
Standardem rynkowym w uszczelnianiu takich przejść są trwale elastyczne masy uszczelniające. Choć są skuteczne w blokowaniu rozprzestrzeniania się ognia i poprawiają tłumienie dźwięku, wiążą się z pewnymi ograniczeniami użytkowymi. Stały się one impulsem do stworzenia alternatywnego rozwiązania – produktu zaprojektowanego tak, aby swobodnie realizować zamierzenia projektowe, omijając problemy typowe dla tradycyjnych mas trwale elastycznych:
- Są rozwiązaniem „jednorazowym”: po utwardzeniu masa utrudnia lub wręcz uniemożliwia szybką modyfikację instalacji bez częściowego niszczenia uszczelnienia.
- Wymagają dużej precyzji aplikacji: błędy przy nakładaniu prowadzą do nieszczelności.
- Z czasem mogą tracić elastyczność: zwłaszcza w miejscach narażonych na mikroruchy przegrody lub wahania temperatury, co jest standardem w budownictwie,
- Blokują dostęp serwisowy: nie sprawdzają się tam, gdzie przelot musi pozostać otwarty w celu modyfikacji konfiguracji przewodów.
Nasz Klient poszukiwał rozwiązania, które zwiększy izolacyjność akustyczną przelotu kablowego (ograniczy rozprzestrzenianie się hałasu pomiędzy pomieszczeniami), a jednocześnie pozwoli zachować możliwość otwierania i łatwej modyfikacji (np. podczas serwisu instalacji, czy konieczności wymiany przewodów).
Zaczął pracować nad nowy produktem: rekonfigurowalnym przelotem kablowym, który można otwierać podczas instalacji przewodów, a następnie zamykać, zachowując wymaganą odporność ogniową.
Wyzwaniem stało się również opracowanie rozwiązania, które zwiększy tłumienie dźwięku w otwartym przelocie, nie przekraczając przy tym maksymalnej grubości 50 mm i nie ograniczając przepustowości ani funkcjonalności modułu.
To ograniczenie wyeliminowało typowe metody stosowane w akustyce:
- klasyczne tłumiki absorpcyjne cechują się dużą objętością i masą,
- standardowe materiały porowate (pianki, wełny) przy małej masie powierzchniowej i ograniczonej grubościnie zapewniają wystarczającej skuteczności
Potrzebne było rozwiązanie bazujące nie na masie, lecz na precyzyjnie zaprojektowanej geometrii, zdolnej do generowania dodatkowego tłumienia w otwartej konstrukcji.
Proces i zastosowane rozwiązanie: od diagnozy do wdrożenia
Aby skutecznie rozwiązać problem spadku izolacyjności akustycznej w przelocie kablowym, zrealizowaliśmy kompletny proces badawczy, obejmujący diagnostykę laboratoryjną, przygotowanie modelu geometrycznego tłumika oraz walidację numeryczną i eksperymentalną.
Krok 1: Diagnoza problemu i pomiary laboratoryjne
Po otrzymaniu od klienta modelu przelotu oraz określeniu wytycznych, przystąpiliśmy do pomiarów akustycznych. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym do pomiarów izolacyjności akustycznej oraz tłumienia wtrącenia w polu rozproszonym. Jest to najbardziej wymagające środowisko testowe dla przegród, z uwagi na fakt, że fala akustyczna pada na przegrodę pod dowolnym kątem (Rys. 1).
W pierwszym etapie wykonaliśmy serię pomiarów tłumienia przenoszenia i tłumienia wtrącenia dla trzech scenariuszy:
- Pełnej ściany (punkt odniesienia),
- Ściany z wyciętym otworem,
- Ściany z zamontowanym przelotem kablowym możliwym do reorganizacji..
Wnioski z analizy: analiza wyników wykazała szerokopasmowy spadek izolacyjności akustycznej po dodaniu otworu i przelotu. Największe obniżenie parametrów izolacyjności zaobserwowano w pasmach tercjowych 1000 Hz i 1250 Hz (Rys. 2). To właśnie ten zakres częstotliwości stał się głównym celem naszych prac.
Krok 2: Dobór technologii – geometria zamiast masy
Na podstawie analizy pomiarowej opracowaliśmy model numeryczny tłumika s|TWIST| i dobraliśmy jego parametry geometryczne pod konkretne pasma częstotliwości.
Ograniczenie długości tłumika do zaledwie 49 mm, przy konieczności zachowania otwartej konstrukcji, ostatecznie wykluczyło tradycyjne rozwiązania dźwiękochłonne. Ich skuteczność przy tak małej grubości byłaby niewystarczająca, ponieważ zależy ona głównie od masy powierzchniowej i oporności przepływu powietrza, a nie geometrii.
Zastosowanie tłumika akustycznego s|TWIST| pozwoliło natomiast na uzyskanie wysokiego tłumienia dzięki kontrolowanej geometrii wewnętrznej, bez zwiększania masy ani grubości.
Krok 3: Wdrożenie i walidacja
Po dobraniu odpowiednich wymiarów modelu wykonaliśmy prototyp tłumika metodą druku 3D (koncepcja geometrii na Rys. 3). Następnie przeprowadziliśmy pomiar tłumienia wtrącenia (Insertion Loss, IL) dla przelotu z tłumikiem i bez niego, aby zweryfikować skuteczność w warunkach rzeczywistych.
Przykładowy rozkład poziomu ciśnienia akustycznego uzyskany w symulacjach numerycznych przed i za tłumikiem dla częstotliwości 1000 Hz przedstawiono na Rys. 4.
Mierzalne rezultaty: Ponad 15 dB redukcji – izolacyjność akustyczna z przelotem kablowym odpowiadająca pełnej ścianie
Skuteczność rozwiązania s|TWIST| w tak kompaktowej formie okazała się przełomowa dla projektu klienta. Pomiary eksperymentalne oraz symulacje numeryczne jednoznacznie potwierdziły realizację celów:
- Wzrost tłumienia hałasu o ok. 15 dB: w zidentyfikowanych jako problematyczne pasmach tercjowych (1000 Hz i 1250 Hz) zastosowany tłumik zapewnił obniżenie poziomu dźwięku transmitowanego przez otwór o 15 dB (Rys. 5).
- Odzyskanie izolacyjności przegody na poziomie pełnej ściany: uzyskane tłumienie całkowicie zniwelowało straty izolacyjności. W praktyce oznacza to przywrócenie izolacyjności przegrody do poziomu litej ściany (bez otworów).
- Zachowana funkcjonalność i rekonfigurowalność przelotu: wynik ten osiągnięto przy długości elementu wynoszącej jedynie 49 mm, bez negatywnego wpływu na możliwość modyfikacji przewodów.
- Możliwość przeskalowania geometrii s|TWIST| do innych zakresów – także poniżej 1000 Hz
Przełożenie wyników na praktykę:
Zastosowanie tłumika akustycznego s|TWIST| pozwoliło Klientowi wprowadzić na rynek produkt, który zachowuje wymaganą klasę odporności ogniowej, zapewnia pełną możliwość reorganizacji i dostęp serwisowy, a co najważniejsze –obniża poziom dźwięku do wartości zbliżonych do poziomu litej ściany, zapewniając tym samym pełny komfort użytkowników i eliminując rozprzestrzenianie się uciążliwego hałasu.
Kluczowe wnioski: geometria tłumików akustycznych jako nowy standard w szczelności akustycznej przegród
Klient z branży budowlanej mierzył się z dylematem: jak zapewnić pełną dostępność serwisową i możliwość rekonfiguracji instalacji, nie tracąc przy tym izolacyjności akustycznej przegrody.
To Case Study udowadnia, że nawet przy ekstremalnych ograniczeniach wymiarowych (poniżej 50 mm), precyzyjnie dobrana geometria tłumików s|TWIST| potrafi zastąpić grubą warstwę materiałów izolacyjnych.
Co jednak najważniejsze: rozwiązanie to jest skalowalne – geometrię s|TWIST| można dostosować również do tłumienia innych zakresów częstotliwości, w zależności od specyfiki danej instalacji.Osiągnięty rezultat – izolacyjność akustyczna konstrukcji z przelotem kablowym i tłumikiem s|TWIST| odpowiada litej ścianie – eliminuje ryzyko skarg sąsiedzkich, zapewnia zgodność z normami i podnosi wartość użytkową produktu, zapewniając tym samym pełną zgodność z wymaganymi klasami ogniowymi (EI) i akustycznymi
Zmień problem akustyczny w rynkową przewagę — skontaktuj się z nami!
Jeśli działasz w branży budowlanej, masz własny produkt (np. wentylator, centralę klimatyzacyjną, przepust) lub mierzysz się z dylematem, gdzie wymogi funkcjonalne kolidują z potrzebą izolacji akustycznej,
Skontaktuj się z nami!
Jesteśmy dostępni w dni robocze od 7:00 do 17:00.