Защита от шума



Для деревянного дома, как и для любого здания, основными путями проникновения шума извне являются оконные и дверные проемы. Деревянные конструкции (срубы, каркасные или фахверковые строения, деревянные потолки, полы, перекрытия) обладают относительно высокими показателями по защите от воздушного шума и посредственными по снижению структурного шума, звукопоглощения и реверберации. Эти показатели должны быть улучшены за счет использования различных систем защиты. 


Шумоизоляция дома, квартиры оперативно, качественно, по хорошим расценкам 

http://www.index-spb.ru/izshumov/podos/shumoizolyaciya_doma_shumoizolyaciya_kvartiry.php

    
Звук – это механические колебания и волны, распространяющиеся в различных средах и воспринимаемые ухом человека. Шумом называются беспорядочные звуковые колебания разной физической природы, характеризующиеся случайным изменением амплитуды и частоты. Различные шумы (городские, бытовые, производственные и пр.) досконально изучены и сведены в таблицы. Всякий не желательный для человека звук является шумом. Интенсивное шумовое воздействие на организм человека неблагоприятно влияет на протекание нервных процессов, способствует развитию утомления. Поэтому шум признан одним из вредных факторов.
Человеческое ухо лучше всего воспринимает звуковые колебания с частотой от 50 до 5 000 Гц, что соответствует диапазону человеческого голоса. Колебания с частотой ниже 16 (20) Гц (инфразвук) и выше 20 000 Гц (ультразвук) не воспринимаются (не слышатся) органами слуха, хотя и оказывают вредное влияние на организм человека. Для характеристики акустических явлений принята специальная измерительная система интенсивности звука и звукового давления, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием, а именно шкала логарифмических единиц – децибел (дБ). Для сопоставления можно оценить уровни громкости различных источников звука. Соответственно, чем больше численное значение громкости источника, тем громче воспринимается данный звук человеком. Болевой порог наступает при уровне звука в 140 дБ.
Акустическая экология жилища начинается со знания норм. Как любой вредный фактор шум подлежит жесткому нормированию. Основополагающим документом здесь является Федеральный закон РФ № 52 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Он предписывает необходимость создания в среде обитания постоянного акустического комфорта, который, в свою очередь, (численно) описывается в СанПиН.
СанПиН предусматривает дифференцированный подход с учетом характера деятельности в условиях шума (отдых, умственный труд, нервно-эмоциональные нагрузки, физический труд и т. д.). Учитывается и характер действующего шума (тональный, импульсный, постоянный и т. д.) и длительность воздействия шумового фактора при расчете эквивалентных уровней для непостоянных шумов.
СНиП (для Москвы – это МГСН) подразумевает проектирование всех ограждающих конструкций с определенным уровнем звукоизоляции (для того, чтобы выполнить требования СанПиН). Численно это описывается индексом изоляции воздушного шума RW, в дБ и индексом приведенного ударного шума LnW, в дБ.
Шумы проникают в помещение через конструкцию стен и перекрытий, через площади оконных и дверных проемов, через монтажные неплотности в инженерных коммуникациях, электропроводке. Шум создается в самом помещении как бытовой, и не случайно в технических характеристиках на бытовое и промышленное оборудование была добавлена графа «Уровень шума» или «Звуковое давление». Значительный акустический дискомфорт возникает в результате работы инженерного оборудования (в основном, электрических подстанций, оборудования водоснабжения и водоотведения или подъемно-транспортного). Всемерное подавление шума является одной из основных задач создания комфортной среды обитания.
Фактическая изоляция воздушного шума зависит не только от звукоизоляционных свойств конструкции ограждения, но и от площади этой конструкции, а также от звукопоглощения поверхности стен, пола, потолка и предметов в тихом помещении. Поскольку показатели в каждом конкретном случае меняются, введено понятие звукоизолирующей способности (собственной звукоизоляции) R, которая измеряется в децибелах. Эта величина не зависит ни от площади, ни от звукопоглощения, она присуща только самой ограждающей конструкции.
Для удобства измерений применяется индекс изоляции воздушного шума, который позволяет выводить усредненные величины. Так, в нормативах (МГСН 2.04–97) для межквартирных стен и междуэтажных перекрытий установлены минимальные значения R, равные: 54 дБ (для домов категории А – высококомфортные условия); 52 дБ (для домов категории Б – комфортные условия); 50 дБ (для домов категории В – предельно-допустимые условия).
Изоляция ударного шума (от ходьбы, передвижения мебели, ударов и т. п.) определяется с помощью специального устройства (машины с названием «топальная»). Машина устанавливается на полу верхнего помещения. Так вычисляют уровни звукового давления Ln под перекрытием. При этом, чем выше значения Ln, тем хуже изоляция перекрытием ударного шума. Усредненные значения Ln позволяют определить индекс ударного шума под перекрытием: 55 дБ (для домов категории А); 58 дБ (для домов категории Б); 60 дБ (для домов категории В).
Эти нормативные требования относятся к ограждающим конструкциям и не зависят от назначения смежного помещения соседней квартиры, будь то спальня, кухня или коридор. Однако в реальной жизни планировка, конечно, играет роль. Так, если рядом со спальной комнатой одной квартиры оказывается кухня или ванная комната соседей, уровень комфортности по шуму в первой квартире понизится.
Поэтому типовые планировочные решения, как правило, хорошо продуманные и проверенные многолетней практикой, не должны без веских причин произвольно меняться. Почти всякое принципиальное изменение планировки, при котором шумное помещение, расположенное на одном или на разных уровнях коттеджа (кухня, ванная, санузел, гостиная с аудио- и видеоаппаратурой, тренажерный зал и т. п.) оказывается смежным (по горизонтали или вертикали) с тихим помещением (спальней, кабинетом и т. п.), ведет к дискомфорту.
Современные технологии и строительные материалы позволяют и в этом случае найти выход из положения, однако неудачное планировочное решение всегда требует больших дополнительных затрат.


Инженерные решения по защите от шума

Внутри помещений (особенно больших по объему и малозагруженных), где велика площадь открытых поверхностей, всегда слышно долгое эхо. Если в таких помещениях есть несколько источников звука (разговор людей, музыка, производственные или внешние проникающие шумы), то прямой звук накладывается на его громкие первые отражения, что приводит к неразборчивости речи и повышенному уровню шума в помещении. В большинстве случаев это нежелательно.
Коэффициент звукопоглощения (a) равен отношению не отразившейся (поглощенной внутри и прошедшей сквозь) от поверхности энергии колебания воздуха к полной энергии, воздействующей на поверхность (a = Епоглполн). Коэффициенты звукопоглощения большинства строительных материалов см. в табл. 1. 

Звукопоглощающие материалы и конструкции (звукопоглотители) – это разновидности отделки, которые применяют для снижения или коррекции времени реверберации помещений. С акустической точки зрения звукопоглотители могут быть разделены на следующие группы: пористые (в т. ч. волокнистые), пористые с перфорированными экранами, резонансные, слоистые конструкции, штучные или объемные.
Пористые звукопоглотители изготавливают в виде плит, которые крепятся к ограждающим поверхностям непосредственно или на относе, из легких и пористых минеральных штучных материалов – пемзы, вермикулита, каолина, шлаков и т. п. с цементом или другим вяжущим.
В помещениях, где к внешнему виду звукопоглотителей предъявляются повышенные требования, применяют специальным образом обработанные волокнистые материалы. Сырьем для их производства служат древесные волокна, минеральная вата, стеклянная вата, синтетические волокна. Эти изделия также изготавливают в виде плоских плит (потолочные или стеновые панели) или криволинейных и объемных элементов. Поверхность волокнистых звукопоглотителей обрабатывается специальными красками, пропускающими воздух, или покрывается воздухопроницаемыми тканями или неткаными материалами.
Волокнистые звукопоглотители являются наиболее употребительными в строительной практике. Они не только оказались наиболее эффективными с акустической точки зрения в широком частотном диапазоне, но и отвечают возросшим требованиям, предъявляемым к дизайну помещений.
В волокнистых поглотителях рассеяние энергии колебания воздуха и превращение ее в тепло происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Во-вторых, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых также велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга, и, наконец, происходит рассеяние энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется, что на средних и высоких частотах коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов находится в пределах 0,4–1,0.
Для увеличения звукопоглощения на низких частотах необходимо увеличить толщину пористо-волокнистых материалов или предусмотреть воздушный промежуток между поглотителем и отражающей конструкцией.
Волокнистые звукопоглотители без окрасочного или наружного тканевого слоя используют с наружной защитой от механических повреждений, выполненной из перфорированного материала (ДВП, дерева, фанеры, гипсокартона). Между экраном и волокнистым материалом прокладывают воздухопроницаемый холст для предотвращения эмиссии волокнистых частиц.
Конструкции с перфорированным покрытием звукопоглотителя позволяют достигать достаточно большого звукопоглощения в широком диапазоне частот. Частотную характеристику звукопоглощения регулируют подбором материала, его толщиной, размером, формой, шагом отверстий. Звукопоглотители с металлическим перфорированным экраном хорошо зарекомендовали себя в качестве антивандальных покрытий.
Звукопоглощение пористым и волокнистым материалом, покрытым перфорированным экраном, носит резонансный характер. Прототипом таких конструкций служит резонатор Гельмгольца, состоящий из воздушной полости, соединенной отверстием с воздухом помещения (например, глиняный сосуд, вмурованный в стену, с открытым в помещение отверстием). У таких резонаторов звукопоглощение достигается в узком диапазоне частот вблизи собственной частоты колебаний резонатора.
Для получения высокого значения коэффициента звукопоглощения (0,7–0,9) в широком диапазоне частот применяют многослойные резонансные конструкции, состоящие из 2–3-х параллельных экранов с разной перфорацией и воздушным промежутком разной толщины.
Конструкции с большим звукопоглощением в области низких частот изготавливают в виде панелей, состоящих из тонких пластин (дерево, фанера, гипсокартон), закрепленных на раме. Пластины расположены на некотором расстоянии от ограждающих поверхностей. Под действием звуковых волн панели будут колебаться. При совпадении собственных частот панелей и вынуждающих частот звуковых волн будет наблюдаться явление неотражения (поглощения) этих волн. Если при этом между панелями и ограждающими конструкциями разместить эффективные на средних и высоких частотах волокнистые поглотители, то получатся широкополосные звукопоглощающие конструкции. Без применения подобных конструкций трудно добиться оптимального времени реверберации в концертных и театральных залах, где применение только эффективных мягких пористых и волокнистых поглотителей приглушает зал на средних и высоких частотах и оставляет его достаточно гулким на низких.
Следует иметь в виду, что в помещениях большого объема эффективность снижения времени реверберации или уровня шума за счет влияния добавочного звукопоглощения уменьшается. В таких помещениях важно использовать еще и форму стен и потолков (табл. 2).

 Так, применение не плоских, а кессонных потоков и пилястр различной формы или выступов (балконов) на стенах увеличивает звукопоглощение (на низких частотах – за счет формы поверхности, на средних и высоких – за счет многократности отражений от удаленных участков стен и потолка). Кроме того, это приводит к большей диффузности звукового поля, что благотворно сказывается на акустическом климате в помещениях.
В тех случаях, когда звукопоглощающий материал нельзя применять на ограждающих конструкциях (например, если они светопрозрачные или их площадь недостаточна для достижения необходимого эффекта), используются подвесные штучные (объемные) звукопоглотители. Чаще всего это плоские плиты из волокнистых материалов, покрытые пористой краской, обтянутые тканями или заключенные в перфорированные листы металла. Такие конструкции акустически очень эффективны, так как, подвешенные вертикально, они поглощают звук обеими поверхностями. Если эти поглотители подвешены так, что в плане образуют замкнутые фигуры (квадраты, треугольники и т. д.), то звукопоглощение увеличивается за счет резонансного поглощения в воздухе между вертикалями панелей.
При выборе того или иного звукопоглотителя, помимо акустических требований, необходимо учитывать и условия эксплуатации помещения. Поэтому надо иметь в виду такие свойства материалов, как влаго- и огнестойкость, механическая прочность, экономичность, биостойкость, возможность вторичной покраски, очистки от пыли и мойки.
Наличие в помещениях мягких кресел, гардин, ковровых дорожек увеличивает общее звукопоглощение, что необходимо учитывать при выборе звукопоглощающих материалов для отделки.
Уровень шума в жилых помещениях связан с увеличением числа бытовых источников шума и наличием инженерного оборудования. Звукоизолирующую функцию в домах выполняют звукоизолирующие конструкции: внешние и внутренние стены, межкомнатные перегородки, межэтажные перекрытия. Оценивая в общем (эталонном) случае звукоизоляцию стенами и перегородками без проемов и отверстий, отметим, что звукоизоляция наружных стен от уличного шума определяется звукоизоляцией окон, а звукоизоляция перегородок с дверьми – звукоизоляцией дверей.
Различают звукоизоляцию воздушного шума (т. е. шум, непосредственно излученный в воздух, когда источник шума не связан с ограждающими конструкциями механической связью, например, разговор, работа теле- и радиоприемников и т. п.) и изоляцию ударного шума. Последний возникает при ударах по междуэтажным перекрытиям при ходьбе, танцах, падении предметов на пол.
Пути передачи шума в изолируемое помещение могут быть прямыми и косвенными. Такая передача возможна потому, что колебания, вызванные воздушным и ударным шумом, распространяются по всему зданию. Вибрирующие конструкции излучают шум в помещение, расположенное даже на значительном удалении от источника. Такой шум называют структурным. Структурный шум в зданиях вызывается работой насосов, лифтов, вентиляторов и т. п., а также при работе ручного электроинструмента. Из-за наличия структурного шума звукоизоляция стен и перегородок в реальных зданиях всегда меньше их расчетной звукоизоляции или звукоизоляции, измеренной в лаборатории. Следует отметить, что в современных зданиях, выполненных из железобетона, стекла, металла, кирпича, структурный шум распространяется практически без потерь на стыках и по длине конструктивных элементов. Поэтому в таких зданиях борьба с шумом очень трудна и должна начинаться на стадии проектных решений.
Нормы звукоизоляции конструкций в зданиях различного назначения приводятся в СНиП II-12–77 и МГСН 2.04–97, СНиП 23-03–2003.
В качестве нормируемого показателя звукоизоляции принят индекс изоляции воздушного шума Iв, дБ. Его определяют как средневзвешенное значение звукоизоляции конструкции в диапазоне частот от 100 до 5000 Гц в третьоктавных полосах частот. Ударный шум также характеризуется индексом приведенного ударного шума или значением Lw.
Величина Rw определяет средневзвешенную звукоизоляцию конструкции в том же диапазоне частот, но по несколько иной методике. Разница между Iв и Rw составляет 2 дБ, т.е. Rw= Iв + 2 дБ.
Звукоизоляция воздушного шума ограждающими конструкциями зависит от типа конструкции (однослойные и многослойные конструкции) и от наличия в конструкции отверстий или щелей в примыканиях этой конструкции к другим строительным элементам.
Под однослойными понимаются конструкции, состоящие из одного или нескольких слоев, жестко связанных друг с другом. Отношение звуковой энергии, прошедшей через конструкцию (Eпр), к энергии, падающей на нее (Eпад), называется коэффициентом звукоизоляции: t = Eпрпад.
Изоляция воздушного шума конструкций без учета косвенной передачи при диффузном (равнонаправленном) падении звука (дБ): R = 100lg(1/t ). Если, например, через конструкцию прошел 1 % энергии, то тогда такая звукоизоляция недостаточна.

t = 1/100=0,01 и R = lg100 = 20 дБ; (2.12

Для обеспечения достаточно высокой звукоизоляции воздушного шума конструкция не должна пропускать более стотысячной доли падающей на нее энергии (табл. 3).

Поэтому так велико значение качества строительно-монтажных работ. Только при обеспечении хорошей герметичности, отсутствии щелей и трещин можно достичь высокой изоляции воздушного шума.
Основное влияние на передачу звука оказывают изгибные волны, которые образуются при толщине конструкции меньше 1/6 длины волн изгиба на данной частоте. Ограждающие конструкции удовлетворяют этому условию во всем нормируемом диапазоне (100–5 000 дБ).
Звукоизоляция строительных конструкций зависит от частоты возбуждающей колебания звуковой волны. Так, на низких частотах (ниже 100 дБ) вблизи первых частот собственных колебаний конструкции возникает резонансное явление, и звукоизоляция во многом зависит от внутреннего трения материала конструкции. На более высоких частотах амплитуда колебаний зависит от массы конструкции (закон массы), при удвоении массы или частоты звукоизоляция увеличивается на 5–6 дБ.
Однако для легких конструкций прирост звукоизоляции с ростом частоты значительно меньше расчетного. Это происходит из-за явления так называемого волнового совпадения, когда совпадают длина проекции, падающей на конструкцию продольной звуковой волны, и длина возбуждающей в конструкции изгибной волны.
В реальных конструкциях уменьшение звукоизоляции наблюдается на частотах 500–1 000 дБ вследствие явления волнового совпадения. А это область наиболее часто излучаемых частот шума, где звукоизоляция конструкции во многом определяется ее толщиной и жесткостью, которые, в свою очередь, определяют длину изгибных волн.
На более высоких частотах (f>2fгр, где fгр – начальная частота волнового совпадения) звукоизоляция опять растет с частотой примерно 7,5 дБ на октаву.
Для ориентировочной оценки индекса изоляции воздушного шума однослойных ограждений с массой 1 м² поверхности 100–1 000 кг можно использовать следующие формулы:
– при поверхностной плотности более 200 кг/м²: Iв=23lgP3-10дБ;
– при поверхностной плотности менее 200 кг/м²: Iв=23lgP3+10дБ,
где Pэ – эквивалентная поверхностная плотность, кг/м²; k – коэффициент, зависящий от типа и пустотности материала. В общем случае:

k = 1,86 (1 / bh³пр)1/4                                     (2.13)

где: I – момент инерции сечения, м4; b – ширина сечения, м; hпр – приведенная толщина сечения, м.
В области средних и низких частот звукоизоляция зависит от массы, частоты звука, коэффициента потерь, изгибной жесткости и размеров ограждения. Увеличение значений этих параметров повышает звукоизоляцию.
Звукоизоляция многослойными конструкциями. Многослойными называются конструкции, выполненные из слоев материалов, имеющих различные акустические характеристики – плотность, модуль упругости, коэффициент потерь. При прохождении звуковой волны через границу сред происходит частичное отражение энергии волны. Чем большая разница в величинах плотности, модуле упругости и коэффициенте потерь смежных слоев, тем больше отражение энергии.
Звукоизоляция многослойных конструкций определяется не только общей массой, упругостью и потерями звуковой энергии в конструкции, но и отражениями от каждого слоя, поэтому звукоизоляция многослойных конструкций при прочих равных условиях выше, чем однослойных.
Добиться в практических условиях строительства работы конструкций как многослойных достаточно трудно из-за наличия жестких механических связей между слоями. В зданиях акустически многослойными чаще всего бывают раздельные (двойные) стены и перегородки, междуэтажные перекрытия, стены с гибкими плитами на относе.
Последний тип конструкций чаще всего используют для увеличения звукоизоляции уже существующих преград. На них через деревянный или металлический каркас набиваются листы гипсокартона, фанеры, ДСП и т. п. Между стеной и рейками необходимо применять упругие прокладки. Для снижения резонансов в воздушном промежутке между основной стеной и легкой зашивкой воздушный промежуток заполняется эффективным звукопоглотителем. Лучшими материалами для этого являются маты на основе базальтового волокна или супертонкого стекловолокна. Применение пенопластов, прессованной пробки и других подобных легких пористых материалов акустически нецелесообразно. Согласно многочисленным натурным испытаниям, гибкие плиты на относе с заполнением звукопоглотителем воздушных полостей дают дополнительно до 4 дБ звукоизоляции при применении с двух сторон и 2 дБ – при одностороннем применении.
Звукоизоляция раздельных перегородок (стен) на низких частотах равна звукоизоляции однослойной конструкции с суммарной массой всех элементов. С повышением частоты звукоизоляция увеличивается, но при условии обязательного использования звукопоглотителя между плоскостями раздельных стенок. Эффективность звукопоглотителя увеличивается с уменьшением общей массы сдвоенной преграды. Очень большое влияние на звукоизоляцию раздельными преградами, особенно на средних и высоких частотах, оказывает косвенная передача звука через сопряжения перегородок с перекрытиями. Поэтому улучшение звукоизоляции такими преградами мало зависит от толщины воздушного промежутка и составляет в среднем 6 дБ. С точки зрения звукоизоляции, наиболее целесообразными являются раздельные перегородки, имеющие плиты одинаковой массы, но различающиеся изгибной жесткостью в несколько раз, например, за счет толщины.
Изоляция воздушного шума между межэтажными перекрытиями в основном определяется несущей конструкцией перекрытия. Конструкция пола практически всегда повышает звукоизоляцию на 1–3 дБ, за исключением некоторых типов линолеума на войлочной под-основе.
Во всех случаях при выборе ограждающих конструкций при прочих равных условиях необходимо использовать строительные материалы большей плотности, без пустот, отверстий. При этом швы между элементами стены и между стеной (перегородкой) и другими стенами, полом и потолком должны быть плотно заделаны.
Примыкание перегородок к сопредельным стенам и перекрытиям для уменьшения влияния косвенной звукопередачи должно быть виброразвязанным, т. е. во всех горизонтальных и вертикальных стыках должны быть проложены прокладки из виброгасящих волокнистых материалов («Шумостоп-С», «Вибросил» и т. п.). Собранные конструкции не должны иметь сквозных технологических отверстий (под электропроводку, вентиляцию и т. д.).
Двойные перегородки не должны иметь жесткой механической связи друг с другом и с сопредельными элементами (пол, потолок, стены). Воздушная полость между ними должна быть заполнена звукопоглотителем («Шуманет-БМ», «Шумостоп-С» и т. п.).
В последнее время требования к комфортности жилья резко возросли, поэтому остро встал вопрос существенного повышения звукоизоляции существующих стен и перегородок при реконструкции или капитальном ремонте зданий. Так же остро стоит вопрос в случае повышения требований жильцов, вселившихся в новые дома. Решение его простым удвоением массы (толщины) преград не является достаточно эффективным ни с акустической точки зрения (максимальная добавка звукоизоляции 5 дБ), ни с экономической и конструктивной. Применение гипсокартонных обшивок при всей простоте и легкости (немассивности) дает максимум 4 дБ дополнительной звукоизоляции при толщине обшивки (с каркасом) 40–60 мм, что очень неэффективно.
Это привело к необходимости создания специальных панелей дополнительной звукоизоляции типа ЗИПС®. Подобные панели, являясь многослойными конструкциями, крепятся к основной преграде без промежуточного каркаса через специальным образом выполненные виброразвязанные узлы. Испытание таких конструкций в Англии (Лаборатория по испытанию строительных материалов и конструкций) и России (НИИСФ РАСН) показало, что ЗИПС дает дополнительную звукоизоляцию в 7–10 дБ при толщине в 70 мм и массе 25 кг/м². Проведение натурных испытаний в жилых квартирах в Москве дало результаты, очень близкие к лабораторным, что свидетельствует об очень высокой эффективности применения ЗИПС для решения задач повышения звукоизоляции существующих конструкций.
Изоляция ударного шума междуэтажными перекрытиями. В первом приближении явление удара аппроксимируется временно приложенной к перекрытию силой, действующей в течение короткого промежутка времени. Обычно принимается, что между уровнем вибрации конструкций и уровнем звукового давления имеется связь: Lv = 20 lg(V/V0), где V – колебательная скорость конструкции; V0=5·10-8 (м/c) – пороговое значение колебательной скорости.
Задача определения уровня ударного шума сводится к нахождению колебательной скорости перекрытия при работе стандартной ударной машины.
Полученные уровни звукового давления под перекрытием приводят к октавным полосам частот и единому звукопоглощению, равному 10 м², а затем сравнивают с нормативными. Такие уровни называют приведенными (Ln).
Обеспечить нормативные требования изоляции ударного шума только одними конструкциями перекрытия невозможно. Для этого их толщина должна быть около 1 м вместо 14–30 см, так как удвоение толщины плиты снижает уровень Ln на 9 дБ. Увеличение модуля упругости и коэффициента потерь повышает изоляцию ударного шума на 1,5 дБ и 3 дБ соответственно.
Для достижения требуемого приведенного уровня ударного шума под перекрытием эффективным считается использование многослойных конструкций между жесткими слоями, а также полов, в которых самый верхний слой является упругим (ковры, линолеумы). В первом случае эффект звукоизоляции достигается не только за счет дополнительного отражения энергии в упругом слое, но, прежде всего, за счет рассогласования частот резонансов при колебаниях отдельных жестких слоев «пирога» перекрытия и пола. Во втором случае ковровое или ворсовое покрытия имеют высокие значения изоляции ударного шума за счет больших потерь энергии удара при смятии упругого слоя пола.
Звукоизоляция перекрытиями с полами на упругом основании («плавающими» полами). К этому типу перекрытий относятся конструкции со сплошным упругим слоем между полом и несущей конструкцией на мягких и упругих прокладках.
Если индекс приведенного уровня ударного шума для несущих плит перекрытий составляет 80–90 дБ, то перекрытия с «плавающими» полами имеют уже Iy = 67–70 дБ.
Ударное воздействие по полу вызывает периодические напряжения в упругом слое. В нем возникают деформации, на которые расходуется часть звуковой энергии.
Снижение уровня ударного шума зависит, прежде всего, от частоты собственных колебаний пола на упругом основании f0. Чем ниже f0, тем больше величина снижения уровня ударного шума DL за счет пола на упругом основании, так как DL = 40lg(f/f0). Каждое удвоение частоты при f >f0 приводит к росту изоляции ударного шума за счет пола на упругом основании на 12 дБ. Но на средних частотах и выше возможно возникновение волновых процессов в упругом слое, что замедляет рост звукоизоляции с 12 до 6 дБ на октаву.
В рассмотренных конструкциях перекрытий улучшение изоляции ударного шума достигается за счет упругих материалов, которые должны сохранить свои упругие свойства в течение всего срока эксплуатации перекрытий (до капитального ремонта). Однако уже в первые месяцы и годы изоляция может ухудшиться на 2–6 дБ из-за потерь материалом прокладок упругих свойств. Наиболее целесообразным является применение в конструкциях «плавающих» полов прокладки из кремнеземного и супертонкого волокна общей массой 100–150 кг/м². Эти материалы (торговые марки «Вибросил» и «Шуманет-100») при толщине 3–6 мм имеют индекс дополнительной изоляции ударного шума DLy 23–25 дБ, что позволяет применять их практически при всех типах перекрытий при плотности сжатия под ними 80–120 кг/м² в зданиях всех категорий комфортности. По показателю DLy эти материалы при той же толщине существенно превосходят (на 3–6 дБ) вспененные материалы (пенофол и т. п.), мягкие ДВП, пробковые подложки и др. материалы.
Физически это объясняется тем, что тонковолокнистые материалы имеют многоуровневое рассеяние энергии. Рассеяние происходит из-за вязкости воздуха в межволокнистом пространстве, из-за трения воздуха о волокна, из-за трения волокон друг о друга, из-за трения в кристаллической решетке волокон.
Эти материалы исключительно долговечны, так как старение неорганических волокон происходит практически мгновенно после их остывания после формовки. Упругие прокладки из органических материалов (вспененный полиэтилен и полипропилен, ДВП) стареют в процессе всего времени эксплуатации в полах. Кроме того, под большими нагрузками в них быстрее развиваются остаточные деформации, что также существенно снижает их звукоизолирующую способность.
Наиболее эффективными конструкциями для снижения ударного шума являются пятислойные конструкции, когда поверх «плавающей» стяжки укладывается финишный (рабочий) слой пола через упругую прокладку. При этом важно, чтобы собственные частоты колебаний инерционных слоев были рассогласованы.
В качестве примера такой конструкции можно привести паркетную доску толщиной 14–22 мм по упругому основанию из «Шуманет-100», или «Пенофола» (3–4 мм) или пробки (3 мм) по листу оргалита плотностью 80–120 кг/м², лежащей, в свою очередь, на упругой прокладке из «Вибросила» (6 мм) или «Шумостопа-С» (20 мм). Вся эта конструкция покоится на плите перекрытия, дает дополнительную изоляцию ударного шума более 34 дБ и может быть использована в особо ответственных случаях.
Высокая звукоизоляция ударного шума (до 24 дБ) также может быть достигнута при устройстве подвесных (раздельных от несущей конструкции) потолков. Если потолки будут обладать малой изгибной жесткостью (например, плиточные подвесные потолки «Экофон», «Акусто», «Рокфон», ТИГИ-KNAUF) и достаточно изолированы шарнирным присоединением подвесов, то излучаемая подвесной конструкцией энергия вниз будет существенно меньше энергии, проходящей через несущую конструкцию. Звукоизоляция увеличивается при размещении в воздушном промежутке звукопоглощающих материалов (например, «Шуманет-БМ»). Снижение шума будет происходить также и за счет того, что в защищаемом (нижнем) помещении будет дополнительное звукопоглощение материалом потолка.
В конструкциях такого типа, как и в целом при устройстве звукоизоляции, необходимо строго следить за отсутствием сквозных отверстий и щелей в изолирующих конструкциях, плотном примыкании элементов друг к другу.
В случае с «плавающими» полами упругие прокладки должны заходить вверх на стены по их периметру, не допуская жесткого механического контакта пола со стенами.



Назад в раздел