Źle zaprojektowane lub wykonane instalacje kanalizacyjne wewnątrz budynku potrafią być uciążliwe dla otoczenia. Dwa największe rodzaje uciążliwości to hałas i odory. Jak zapobiegać takim efektom, a jeśli już się ujawnią, co zrobić, by je wyeliminować?

Artykuł jest próbą znalezienia odpowiedzi na pytania:

• jakie są główne przyczyny powstawanie hałasów i odorów (zapachów) z kanalizacji?
• jakie są najlepsze sposoby zapobiegania i walki z tego typu uciążliwościami?

Na końcu artykułu przedstawiono przykład realizacji nowego budynku siedziby Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia w Katowicach jako szczególnego wyzwania, zwłaszcza od strony ograniczenia uciążliwości akustycznych.

1. Rodzaje hałasów od instalacji kanalizacyjnych

Jako nadrzędną zasadę należy przyjąć, że hałasom i odorom powinno się przede wszystkim zapobiegać, gdyż walka z nimi w obiekcie istniejącym bardzo często bywa trudna lub wręcz niemożliwa bez gruntownej przebudowy instalacji.

Kto odpowiada za hałas?

Żeby dobrze zrozumieć zagadnienie hałasów, należy uściślić, że tak naprawdę mówimy bardziej o szumach, niż hałasach rozumianych potocznie. Warto też przypomnieć, że w technice instalacyjnej mamy do czynienia z dwoma rodzajami hałasów.
Pierwszą grupę stanowią hałasy powietrzne, czyli dźwięki pochodzące od przepływu ścieków, rozchodzące się w otoczeniu. Jest to hałas nieunikniony, wynikający wprost z występowania zjawiska przepływu (turbulentnego) w przewodach. Ograniczanie tego hałasu to przede wszystkim zadanie architekta, który powinien zaprojektować odpowiednią lokalizację dla szachtów instalacyjnych oraz stosownie wydzielić te szachty od pomieszczeń sąsiadujących. Na emitowanie hałasu powietrznego do otoczenia częściowo wpływają również miejsce i sposób prowadzenia przewodów poziomych (podejść, zwłaszcza zbiorczych, oraz przewodów odpływowych) – w tym zakresie bardziej znacząca jest rola projektanta instalacji.
Drugą grupę stanowią hałasy strukturalne, czyli dźwięki rozchodzące się w materiale, zarówno w tym, z którego instalacja jest wykonana, jak też w materiale elementów mocujących instalację kanalizacyjną (kotwy, obejmy) oraz materiale elementów nośnych dla instalacji (ściany, stropy). To jest grupa hałasów, na które inżynier sanitarny, projektujący czy też montujący instalację, ma największy wpływ poprzez dobór konkretnych rozwiązań.

Skąd ten odór?

Odory z kolei to statystycznie najczęściej problem z nieszczelnymi złączami (i przeciekami) albo z zamknięciem wodnym. Ścieki, sączące się powoli i przez długi czas po zewnętrznej powierzchni rur, docierają we wszystkie miejsca, jakimi prowadzona jest instalacja, powodując rozległe skażenie odorami. Uszkodzenia mogą wynikać zarówno z niewłaściwego montażu (np. zbyt krótkie połączenie kielichowe, które może „rozejść się” podczas eksploatacji), jak i złego doboru materiału uszczelki (np. może ona ulec deformacji pod wpływem wysokiej temperatury). Walka z tego typu uciążliwością jest bardzo trudna.
Zamknięcia wodne, czyli syfony, mogą również przysporzyć problemów, jeżeli:

• zamknięcia w ogóle nie przewidziano lub nie zamontowano,
• zamknięcie wyschło lub zostało wyssane pod wpływem podciśnienia występującego w instalacji.

2. Wyciek z instalacji kanalizacyjnej

W literaturze fachowej można np. znaleźć badania firmy Geberit dotyczące zjawisk pod- i nadciśnienia w pionie kanalizacyjnym w budynku ośmiokondygnacyjnym. Badania dotyczą co prawda zalet specjalnej kształtki kanalizacyjnej o handlowej nazwie Sovent, ale stanowią dobrą ilustrację tego zjawiska. Na wykresie pochodzącym z badań (rys. 3) widać wyraźnie, jakie ubytki wody w zamknięciach wodnych występują na poszczególnych kondygnacjach w przypadku tradycyjnie wykonanych instalacji i dla zadanych warunków przepływu (linie pomarańczowe).
Tak na marginesie: firma Geberit w swojej siedzibie w Warszawie ma mniejszą, ale równie ciekawą instalację pozwalającą na żywo obserwować zjawiska związane z przepływem ścieków w instalacji kanalizacyjnej (instalacja wykonana z przezroczystych rur, rys. 4).

Jak zapobiegać hałasom materiałowym?

W kwestii hałasów skupimy się na hałasie strukturalnym, czyli materiałowym.

Geometria instalacji. Po pierwsze – bardzo ważna jest odpowiednia geometria instalacji. Miejscami generującymi najwięcej hałasu są przede wszystkim trójniki i odsadzki, a także miejsca przejścia pionu w przewód poziomy. Ważne wytyczne w tym względzie zawiera niemiecka norma DIN 1986, która np. wprowadza zasadę stosowania prostki o długości 250 mm między dwoma kolanami 45° na przejściach pionów w poziom, gdy pion jest wyższy niż 10 m. Pozwala to na zmianę kierunku przepływu ścieków w sposób łagodny, powodujący mniejsze turbulencje.

Warto przypomnieć, że normy są zbiorem powszechnie uznanych reguł, ale nie są przepisem prawa (poza tymi przywołanymi bezpośrednio, np. w rozporządzeniu o warunkach technicznych budynków), dlatego ich stosowanie zawsze zależy od dobrej woli projektanta i nie jest niczym zdrożnym zapożyczenie kilku dobrych pomysłów.

Odsadzki na pionie są kolejnym zagrożeniem, gdyż niewłaściwie zaprojektowane bądź wykonane mogą okazać się poważnym źródłem hałasu. Na rys. 5 widać obraz z kamery akustycznej dla odsadzki o zmiennej geometrii, który wyraźnie wskazuje poprawne rozwiązanie. Jeśli chodzi o trójniki 88°, to przez tą samą niemiecką normę zalecane są takie, które mają podcięcie na włączeniu w pion.

Rodzaj systemu. Warto też zastanowić się nad samym rozwiązaniem systemu kanalizacyjnego przyjmowanym w projekcie. Wiadomo na przykład, że instalacja odwodnienia podciśnieniowego hałasuje znacznie bardziej niż instalacja grawitacyjna (niestety, nie dysponuję żadnymi badaniami porównawczymi wyrażającymi te różnice w sposób ilościowy). Wiadomo też, że system kielichowy, dzięki dużemu nagromadzeniu uszczelek, jest najbardziej samotłumiącym się systemem (tłumienie drgań własnych przewodu).

3. Wyniki badania hydraulicznego pionu kanalizacyjnego	4. Wieża hydrauliczna

Materiał, rozwiązania niskoszumowe. Ostatni, i chyba najbardziej oczywisty sposób zapobiegania hałasom materiałowym, to wybór systemu kanalizacyjnego. Na rynku znane są generalnie systemy żeliwne i tworzywowe. Do tej pory opinię najcichszych miały instalacje wykonane z żeliwa (jako materiału o dużym ciężarze własnym). Obecnie na rynku znane są przeróżne systemy niskoszumowe – wśród producentów takich rozwiązań wymienić można chociażby: Geberit, Magna Plast, Marley, Nicoll, Pipelife, Rehau, Wavin. Wszystkie one mają charakterystyki akustyczne, nie wszystkie jednak da się ze sobą w prosty sposób porównać. Jako przykład dobrej praktyki producenckiej można przytoczyć firmę Wavin, która w sposób otwarty informuje, jak przedstawia się porównanie właściwości akustycznych ich systemu niskoszumowego w stosunku do żeliwa (rys. 6). Aby ograniczyć hałas, w szczególnych przypadkach stosowane są na rurach dodatkowe okładziny izolacyjne, kwalifikowane akustycznie, o dużej masie własnej, np. wełna mineralna ciężka.

5. Zdjęcia z kamery akustycznej wykonane dla różnych długości odsadzki: a) 20 cm – wzrost poziomu hałasu o 8 dB; b) 8,5 cm – wzrost poziomu hałasu o 10 dB; c) 3,7 cm – wzrost poziomu hałasu o 11 dB

6. Porównanie stopnia tłumienia szumów przez astolan oraz żeliwo, materiały firmy Wavin

Mocowanie i mostki. Elementem równie ważnym jak sam materiał instalacji kanalizacyjnej, jest sposób jej mocowania do konstrukcji budynku czy też sposób wykonywania przejść przez przegrody. Generalną zasadą powinno być niedopuszczenie do powstawania tzw. mostków akustycznych. Do wyboru jest tutaj również kilka rozwiązań systemowych mocowań dostępnych na rynku. Wszystkie one dadzą się jednak sprowadzić do trzech typów

•   mocowanie na sztywno (obejma i podpora);
•   zastosowanie przekładki elastomerowej między obejmą i rurą;
•   specjalne akustycznie odsprzężone podpory (z przekładką elastomerową).

Na rys. 7 przedstawiono porównanie parametrów akustycznych zmierzone dla pionu żeliwnego przy różnych przepływach i różnych sposobach zamocowania pionu. Na samym dole rysunku pokazano dodatkowo hałas powietrzny – dla przypadku, kiedy pion nie jest zamocowany a drgania rozchodzą się jedynie do otoczenia.

Jak zapobiegać odorom?

Wysokość zamknięcia. Zapobieganie problemom z odorami to przede wszystkim dbanie o odpowiednio wysokie zamknięcia wodne, np. przy podłączaniu kondensatu z urządzeń klimatyzacyjnych. Należy tutaj uwzględnić występowanie wewnątrz obudowy urządzenia nadłub podciśnienia. Odpowiednio dobrany syfon zabezpieczy przed wyssaniem wody – dla przykładu, w ślad za jednym z producentów, przytaczam pomocny wzór na rys. 8.

8. Wymagane wysokości zamknięcia wodnego na podłączeniuodpływu kondensatu z centrali wentylacyjnej

Wentylacja. Wysysanie zamknięć wodnych można ograniczyć lub w ogóle wyeliminować, jeśli zadba się o poprawną wentylację zarówno podejść, jak i pionów kanalizacyjnych. Obecnie obowiązujące Normy Polskie również nie zawierają kompletu wytycznych w tej sprawie, dlatego ponownie odwołam się do niemieckiej normy DIN 1986, która np. reguluje sprawę zbiorczego przewodu wentylującego więcej niż jeden pion kanalizacyjny w taki sposób, że jego powierzchnia przekroju powinna być nie mniejsza od połowy sumy powierzchni podłączonych pionów kanalizacyjnych. Bariera w syfonie. Bardzo częstym problemem jest także wysychanie syfonów we wpustach podłogowych w pomieszczeniach rzadziej używanych. W dobie mopów i maszyn myjących podłogi trudno wymagać, aby np. obsługa budynku regularnie zalewała wszystkie wpusty, co prawdopodobnie rozwiązało by problem. Sposobem na eliminację takich niedogodności może być jednak zastosowanie wpustów z bocznym dopływem, do których zostanie podłączona np.  umywalka lub zlew w pomieszczeniu, w którym odpływ z tego przyboru będzie występował częściej. Spotkałem się również z pomysłem stosowanym przez praktyków – zalewaniem wpustu podłogowego olejkiem, który nie wysycha, a ponieważ jest lżejszy od wody, tworzy barierę na jej powierzchni (podobny pomysł, opierający się na tej samej zasadzie, jest wykorzystywany w popularnych ostatnio bezwodnych pisuarach). Znanym rozwiązaniem są też zamknięcia mechaniczne, tzw. suche syfony w postaci opadającej pod wpływem obciążnika klapki z uszczelką (np. Dallmer, Kessel) czy też w postaci samozamykającej się elastomerowej tuby lub swego rodzaju hybrydy zamknięć wodnych z mechanicznymi (np. opadający dzwon firmy HL). Należy jednak mieć tutaj na względzie wymagania określone w przywoływanej przez rozporządzenie w sprawie warunków technicznych budynków normie PN-EN 12056-2. Jest tam wyraźnie zapisany wymóg stosowania zamknięcia wodnego.

7. Porównanie właściwości akustycznych różnych sposobów mocowania pionu, materiały firmy PREIS

Rozwiązania w siedzibie NOSPR w Katowicach

10. Obejmy mocujące z przekładkami elastomerowymi na kanalizacji

Na zakończenie przedstawię przykład rozwiązań jakie przyjęto dla kanalizacji w budynku o szczególnych wymaganiach akustycznych – nowej siedzibie Narodowej Orkiestry Symfonicznej Polskiego Radia w Katowicach. Inwestycja, warta 160 mln zł, została oddana do użytkowania jesienią 2014 r. Projektowo budynek był podzielony na cztery strefy o zróżnicowanych wymaganiach akustycznych. Należało też rozróżnić dwie sytuacje:
nagranie oraz koncert. Ograniczenie hałasu od instalacji wewnętrznych, w tym kanalizacyjnej, odbyło się na kilku poziomach:

• główne szachty instalacyjne budynku zostały zlokalizowane po zewnętrznym obrysie, a instalacje ukryto w 99 pilastrach elewacyjnych. W ten sposób lokalizowano też główne węzły sanitarne – jak najdalej od sal koncertowych;
• zastosowano kanalizację niskoszumową, w tym przypadku inwestor zdecydował się na system Wavin AS;
• tam, gdzie instalacja musiała przebiegać w pobliżu pomieszczeń kwalifikowanych akustycznie, konieczne było zastosowanie dodatkowej izolacji rur, np. podejść kanalizacyjnych w toaletach garderób muzyków. Zastosowano izolację specjalistyczną K-Fonik ST PB z wkładką ołowiową;
• mocowanie instalacji wykonano przy użyciu obejm systemowych, ale z zastosowaniem przekładki elastomerowej zapobiegającej powstawaniu mostków akustycznych i przenoszeniu się drgań na konstrukcję budynku czy elementy zabudowy ścian działowych.

W odniesieniu do rezultatów pracy architekta funkcjonuje opinia, że powinny one głównie cieszyć oko, natomiast praca inżynierów sanitarnych często bywa oceniana dobrze, jeśli instalacji nie widać. W przypadku kanalizacji należałoby w takim razie dodać, że również nie powinno się jej słyszeć i czuć. Tak właśnie jest w budynku NOSPR, co każdy może sprawdzić.

9. Akustyczne izolowanie podejść kanalizacyjnych

Autor: Marcin Szyszkowski