Bezespárý akustický strop – tvůrčí nároky a technická výzva

Ve svých návrzích interiérů architekti často volí jasné struktury, transparentnost a co možná nejméně spár v ploše. Pokud jsou na stropech nebo stěnách potřeba akustické systémy, měly by být co nejméně členěné, rastrované. Architekti rádi používají především bezespáré akustické systémy. Ale ne všichni dodavatelé dokážou uspokojivě zodpovědět všechny související otázky: Jaké nároky jsou realizovatelné a jakou kvalitu provedení dokážete zajistit? Jaké existují varianty? Jaký vliv mají tyto varianty na akustický účinek?

Naprosto hladký a zářivě bílý – tak vypadá ideální bezespárý akustický strop. A přitom má mít samozřejmě dlouhou životnost a vysokou akustickou účinnost. Kvalitní povrch má svou funkci elegantně skrývat a navíc ještě poskytovat prostor i jiným funkcím, jakými jsou osvětlení, ventilace a temperování prostoru. A samo sebou se rozumí, že investor ještě požaduje ekonomičnost a řemeslník jednoduché zpracování. Také odborníci na prostorovou akustiku něčím přispějí: vyvážený, harmonický kmitočtový průběh absorpce zvuku na střední až vysoké úrovni má pozitivně ovlivnit slyšitelnost, rozdělení intenzity zvuku v místnosti, pohlcování a snižování hluku, tón a dobu dozvuku. Projektant zase klade nároky na protipožární ochranu, nosnost, systémovou bezpečnost, hygienu a stále častěji i ekologičnost.

 

Architektonická úprava prostor má probíhat s co nejmenší závislostí na technických omezeních. Funkční stavební prvky, jako jsou akustické stropy, se této koncepci přizpůsobují, protože úpravu téměř vůbec neomezují. Blíží se ideálu bílé, nekonečné, dokonale rovné plochy. Ale architekt jako člověk zodpovídající se investorovi musí při své tvůrčí práci zohledňovat i další aspekty. Prostory musí být možné pohodlně, mnohdy i ekonomicky využívat – zkrátka musí fungovat. Důležité jsou přitom akustické podmínky, protože ty podstatným způsobem ovlivňují výkonnost a zdraví. Hluk odvádí pozornost, vede k chybám, způsobuje stres a stojí peníze. Pokud má tedy fungovat prostor, musí fungovat i bezespárý akustický strop. A přitom je nutné vyřešit rozpor: na jedné straně je cílem bezespárá, tvrdá, minerální, velmi často bílá – tedy opticky odrazivá – plocha připomínající omítnutý stavební prvek, která – na druhou stranu – absorbuje hluk, a tedy jej neodráží.

 

Než vznikne návrh akustického stropu „beze spár“, je potřeba se nejprve rozhodnout, zda je možný systém s podkladní konstrukcí, nebo bez ní.

1. Pokud se jedná o strop „s podkladní konstrukcí“, můžeme si vybrat ze dvou variant povrchu, který je následně proveden beze spár: buď perforované sádrokartonové desky polepené akustickou vliesovou tapetou, anebo zvuk absorbující akustické desky z lehčeného skleněného granulátu. V obou případech umožňují tyto absorpční zavěšené podhledy vyšší stupeň absorpce zvuku než systémy nad podkladní konstrukcí. Kromě toho se využívají i tehdy, pokud mají být v dutém stropním prostoru instalovány rozvody TZB. Nosné desky ze sádrokartonu odrážejí zvuk, a proto se nepodílejí na absorpci. Ani několikamilimetrový porézní povrch přímo na desce k pohlcení zvuku moc nepřispěje. Rozhodující je podíl perforace, průměr děr a síla desky. Čím větší je volný, otevřený průřez desky, tím vyšší může být absorpce zvuku. A pouze když se na lícní stranu nalepí upravené rouno a použije vhodný nátěr stropu, je možné dosáhnout smysluplné prostorové absorpce zvuku.

V porézním povrchu desek z lehčeného skleněného granulátu vznikají při středních a vysokých frekvencích vlastnosti relativně silného, porézního absorbéru ve vzájemném působení s oboustrannými vrstvami nalepeného rouna a porézních vrstev, které mají zpravidla vyšší aerodynamický odpor než nosné desky. Pokud je vrstva na viditelné straně příliš silná, trpí tím především absorpce vysokofrekvenčních zvuků. V nízké a střední frekvenční oblasti se dosahuje absorpce díky dutému vzduchovému prostoru a vzdálenosti mezi absorpční vrstvou a odrazivým stavebním prvkem (před masivním stropem nebo stěnou).

2. Systémy montované přímo bez dutého prostoru nad podkladní konstrukcí poskytují stejný tvůrčí vzhled jako zavěšené podhledy s bezespárou vrstvou. Toto řešení celý systém ovšem výrazně prodraží. V závislosti na efektivní tloušťce je méně účinné, a kromě toho je možné je montovat pouze na hladký, rovný a uzavřený podklad, což vede k nákladným konstrukcím, pokud se musí vytvořit dutý prostor pro vedení TZB. V tomto případě je nutné vytvořit kompletní druhý podhled ze sádrokartonu.

3. K bezespárému akustickému systému bez podkladní konstrukce patří i akustické omítky. Jedná se o vrstvu, která vytváří póry díky příměsi přírodního perlitu nebo vláken, díky čemuž pohlcuje hluk. Takovéto akustické omítky se často používají na masivních stavebních prvcích – betonu, zdivu, omítce – pokud se zde nedají udělat zavěšené konstrukce, případně se jedná o klenby nebo kopule. Absorpce zvuku je omezena tloušťkou vrstvy (15–30 milimetrů, maximálně 50 milimetrů), protože u akustických omítek je účinná pouze porézní struktura. Proto jsou z hlediska prostorové akustiky doplňkovým řešením.

4. Zvláštností je čtvrtá varianta: „bezespárá akustika“ u termicky vyhřívaného aktivního masivního stropu z betonu. Tato varianta funguje ve spojení s absorpčními rozpěrkami ocelové výztuže. Tyto absorpční pásy jsou zabetonované v osové vzdálenosti asi 250 milimetru. Na spodní straně stropu zůstává volný porézní pás a je pokryt vrstvou barvy nebo překryt porézní omítkou. Důležité je, aby byla porézní vrstva vhodně zvolena vzhledem k absorbéru. Tento bezespárový systém klade vysoké nároky na realizační firmu i na použité výrobky, aby se absorpční pásy viditelně nerýsovaly na pohledu stropu.

 

U bezespárých akustických stropních systémů s podkladní konstrukcí se systém montuje na strop přímo na stavbě. Přitom máme dvě možnosti. U první metody se organicky vázané materiály nanášejí ručně, nebo se stříkají a následně se uhlazují. Vznikne tak pevná vrstva podobná omítce se vzhledem bílého pískovce, v závislosti na přísadách případně i s mramorovým efektem. Tato vrstva je vhodná pro homogenní desky, například ze skleněného granulátu.

U druhé metody se silikátově vázané materiály stříkají zpravidla v několika vrstvách a už se nevyhlazují. Struktura je hrubší než u hladkých, organicky vázaných vrstev. Může se použít na sádrokartonové desky polepené rounem nebo na desky z lehčeného skleněného granulátu.

Jiné povrchy, například hustě plněné disperzí s celulózovými vlákny bez zvláštních látek vytvářejících póry, jsou většinou vzduchotěsné a zabraňují vysoké absorpci zvuku, a to dokonce i když jsou zpracovány pouze v tenké vrstvě na dobře absorbující nosné desky. Problém proto spočívá v tom, jak vytvořit hladké povrchy porézní, aby byla absorpce zvuku možná.

Vyžaduje to speciální, náročné receptury a vhodné, precizní zpracování. Ale ani ručně aplikovanými a uhlazenými vrstvami není možné realizovat všechny požadavky. Je možné dosáhnout maximálně kvality povrchu, kterou získáme bez broušení u srovnatelných obkladů ze sádrokartonu. Porézní vrchní nátěry se na akustickém systému nesmí brousit, protože musí být zvukově prostupné, aby bylo možné zachovat absorpci. Jinak by se póry zanesly zbroušeným prachem, čímž by výrazně stoupl odpor proudění. Povrch by byl „nepropustný“ a akustický systém neúčinný.

Při montáži spodní konstrukce a desek pro bezespáré stropní vrstvy je třeba postupovat s nejvyšší přesností a pečlivostí. Zkušenost však ukazuje, že dokonce i nejlepší řemeslné umění neumožňuje vytvořit velké rovné plochy na spodních konstrukcích s namontovanými deskami – dokonce i když na povrch několikrát naneseme stěrku a urovnáme ho, aby byl hladký. Bezespárý akustický strop sice může být hladký, ale nemůže být rovný jako leštěná mramorová deska.

 

Pokud se pouze zaměříme na akustickou účinnost, pak nabízejí spolehlivé řešení jak podhledy se sádrokartonovými perforovanými deskami s bezespárou úpravou, tak i podhledy s deskami z lehčeného skleněného granulátu. Ale i zde musíme vzít mnohé v úvahu. Zvuk absorbují porézní struktury. Absorbér proto musí vykazovat určitou prodyšnost vzduchu. Vzduchotěsné konstrukce prakticky nic neabsorbují. Když však může vzduch proudit absorbérem, vzniká potenciální nebezpečí poškození. Jak dokládají mnohá měření, stačí rozdíly tlaku mezi prostorem a dutým stropním prostorem ve výši několika pascalů k tomu, aby nastalo vyrovnání tlaku, kdy vzduch proudí porézními stropními deskami. Proud vzduchu ukládá jemný prach ze vzduchu v místnosti na povrch desek. Pokud se ukládá rovnoměrně, dá se efekt tolerovat; funkce stavebního prvku tím není negativně ovlivněna. U obou typů desek – desek z lehčeného skleněného granulátu a perforovaných sádrokartonových desek – ale dochází k nestejnoměrnému ukládání.

 

U desek z expandovaného skleněného granulátu může sice vzduch deskou proudit, ale spoje desky jsou slepeny, zastěrkovány a zabroušeny. Těmito místy vzduch proudit nemůže. Prach se viditelně usazuje pouze na otevřené ploše. U podhledů z expandovaného skleněného granulátu proto mohou být vidět spoje desek a zastěrkované šrouby jako světlé pruhy a skvrny. Desky, kterými proudí vzduch, jsou tmavší. Z hlediska měřicí techniky se většinou stupeň bělosti čistých částí odlišuje od částí s nánosy prachu jen několika málo procentními body. Smyslový vjem oka a schopnost rozeznat vzorek v pravidelných pruzích a liniích ale způsobuje „vizuální vzorkování desek“. U bezespárých stropů se sádrokartonovými deskami nastává tentýž efekt. Otevřeným perforováním v deskách proudí vzduch, který přenáší prach. Nátěr a rouno na otvorech fungují jako filtr a viditelně zachycují prach. Okolní oblasti zůstávají bílé.

Jak se dá zabránit zvýraznění těchto spojů a otvorů? Všichni výrobci poukazují v odpovídajících směrnicích pro zpracování na to, že podklad musí být vzduchotěsný. Ale zde dochází k dalšímu rozporu: pokud konstrukci zcela utěsníme proti proudění vzduchu, netvoří se sice žádné kresby, ale ztrácí se absorpce. Pokud necháme povrch otevřený, vykoupíme si vysokou absorpci kresbami prachu.

 

Řešení tohoto problému dále omezuje pole favoritů. Bezesparé perforované sádrokartonové desky jsou na rubové straně vzduchotěsně polepeny velmi tenkou vrstvou polyethylenové fólie. Absorpční účinek – ovšem s určitým omezením – můžeme očekávat, pouze pokud je fólie nalepena po celé ploše ke každému okraji otvoru a je utěsněná, zároveň ale povolená, takže může vibrovat. Jak doložily výsledky měření, obojí dohromady – absorpce a zamezení stopám prachu – není bezezbytku možné.

Bezespáré akustické stropy z desek z expandovaného skleněného granulátu lze chránit před prachovými mapami podobným způsobem. Rubová strana desky se polepí vzduchotěsným rounem. Hrany desky se opatří vzduchotěsnou vrstvou a těsně se slepí se sousedními deskami. Na profily nosné konstrukce se připevní speciální lepicí páska, která utěsní závrty šroubů. Pokud se nyní vytvoří dilatační spára u spojení se zdí, probíhá vyrovnání tlaků mezi místností a dutým stropním prostorem především touto spárou. Strop zůstává bez stop prachu.

Jak vysoká je cena za toto vícenásobné zajištění? U tenkých desek a v závislosti na složení se až do středního pásma zřetelně ztrácí absorpční schopnost; stupeň absorpce spadne až na α = 0,20. Vysoký stupeň absorpce je zachován u vysokých frekvencí. Průběh frekvence je ovšem nevýhodnější než u otevřených systémů. Ideální řešení nabízí 25 milimetrů silné desky z expandovaného skleněného granulátu, které ve spojení se speciálně zvolenými vrstvami umožňují vysokou absorpci zvuku. Tento systém poskytuje vysokou absorpční schopnost při současné ochraně před stopami prachu. Navíc systém, kterým mohou být zhotoveny bezespáré plochy až o 200 metrech čtverečních (přitom by ale neměla být žádná hrana delší než 20 metrů), už několik let podléhá testování a je bezpečný.