Звукоизоляция воздушного шума однослойными конструкциями.

Звукоизолирующую функцию в многоквартирных домах выполняют межквартирные стены, межкомнатные перегородки, межэтажные перекрытия. Звукоизоляция наружных стен от уличного шума определяется звукоизоляцией окон. Звукоизоляция перегородок с дверьми определяется 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.

Элементы ограждений рекомендуется проектировать из материалов с плотной структурой, не имеющей сквозных пор. Ограждения, выполненные из материалов со сквозной пористостью, должны иметь наружные слои из плотного материала, бетона или раствора. Внутренние стены и перегородки из кирпича, керамических и шлакобетонных блоков рекомендуется проектировать с заполнением швов на всю толщину (без пустошовки) и оштукатуренными с двух сторон безусадочным раствором.

В целях облегчения ограждающих конструкций рекомендуется применение слоистых конструкций вместо акустически однородных. При этом следует по возможности исключать жесткие связи между слоями и заполнять воздушные промежутки звукопоглощающими материалами (например, стекловолокнистыми или минераловатными матами, плитами). Следует иметь в виду, что при применении минераловатных плит плотностью более 60 кг/м³ специальных мер по креплению плит в воздушном промежутке не требуется.

Ограждающие конструкции необходимо проектировать так, чтобы в процессе строительства и эксплуатации в них не было и не возникало даже минимальных сквозных щелей и трещин.

Требуемую изоляцию воздушного шума в дБ ограждающей конструкцией в октавной полосе частот следует определять:

а) при проникновении шума из одного помещения в другое по формуле

где – октавный уровень звукового давления в не защищаемом от шума помещении в дБ, определяемый по формулам (3) или (6), заменяя L на Lш;

В_п – постоянная защищаемого от шума помещения в м², определяемая в соответствии с п. 4.3 настоящих норм, заменяя B на В_п.

S_i – площадь ограждающей конструкции (или отдельного ее элемента), через которую проникает шум в защищаемое от шума помещение, в м²;

Lдоп – допустимый октавный уровень звукового давления в дБ в защищаемом от шума помещении,

п – общее количество ограждающих конструкций или их элементов, через которые проникает шум;

б) при проникновении шума из помещений на прилегающую территорию (в атмосферу) по формуле

где – допустимый октавный уровень звукового давления в дБ на прилегающей территории, определяемый согласно пп. 3.4 и 3,5 настоящих норм;

,– то же, что в формуле (22);

S_i – площадь рассматриваемой ограждающей конструкции (или отдельного ее элемента), через которую проникает шум, в м²;

– расстояние от ограждающей конструкции или ее элемента до расчетной точки в м;

в) при проникновении шума с прилегающей территории в помещение по формуле

где – суммарный октавный уровень звукового давления в дБ от всех источников шума в 2 м от рассматриваемой ограждающей конструкции, определяемый по табл. 5, причем от каждого отдельного источника шума следует определять по формуле (7), заменяя L на .

Остальные обозначения те же, что в формуле (22).

 

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 (E_пр), к энергии падающей на нее (E_пад), называется коэффициентом звукопроводности:

τ = E_пр \ Е_пад

Изоляция воздушного шума конструкций без учета косвенной передачи при диффузном (равнонаправленном) падении звука, дБ равна

R₀ = 10 lg 1/

 

Энергия, прошедшая через конструкцию, %	t	R, дБ	Конструкция, обеспечивающая звукоизоляцию
	0,1		-
	0,01		Дверь
0,1	0,001		Окно
0,01	0,0001		Междукомнатная перегородка
0,001	0,00001		Междуквартирная стена

Связь между значениями τ и R приведена в таблице 2.

 

Таким образом, для обеспечения достаточно высокой звукоизоляции воздушного шума конструкция не должна пропускать более стотысячной доли падающей на нее энергии. 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 (100-5000 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 длины возбуждающей в конструкции изгибной волны.

В реальных конструкциях уменьшение звукоизоляции наблюдается на частотах 500-1000 дБ вследствие явления волнового совпадения. А это область наиболее часто излучаемых частот шума. В этой области звукоизоляция конструкции во многом определяется ее толщиной и жесткостью, которые в свою очередь определяют длину изгибных волн.

На более высоких частотах (F> 2F_гр, где F_гр - начальная частота волнового совпадения) звукоизоляция опять растет с частотой примерно 7,5 дБ на октаву.

Для ориентировочной оценки индекса изоляции воздушного шума однослойных ограждений из бетона, железобетона, кирпича, керамических блоков, гипсокартона и др. подобных материалов с поверхностной массой 100-1000 кг/м² можно использовать следующие формулы:

при P > = 200кг/м² I_B=23lgP_э-10дБ

при P < = 200кг/м² I_B=23lgP_э+10дБ;

где - P_э эквивалентная поверхностная плотность кг/м²
- коэффициент

· Для сплошных конструкций из материала, γ > 1800кг/м³, k=1

· Для конструкций из бетонов на цементном вяжущем, γ > 1200...1300кг/м³, k=1,25

· Для конструкций из бетона и железобетона с круглыми пустотами, γ > 1800кг/м³,

, где

I - момент инерции сечения, м⁴;
b - ширина сечения, м;
h_пр- приведенная толщина сечения, м.

· Для конструкций из бетонов на пористых заполнителях и цементном вяжущем (керамзито-, пено-, шлакобетоном и т.п.)

, где
Е - модуль упругости материала, Па;
p- плотность материала, кг/м³

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.