Способы улучшения звукоизоляции ударного шума. Методика междуэтажных перекрытий: плавающие полы, подвесные потолки, рулонные материалы.

Исследования показали, что уровень шума под однослой­ным перекрытием (без чистого пола) зависит от колебательной скорости изгибных колебаний плиты под действием импульсов на нее и, в конечном счете, зависит от следующих параметров плиты перекрытия: площади, плотности материала, модуля Юн­га, толщины плиты, коэффициент вязких потерь. При этом влия­ние каждого из этих параметров на снижение уровня шума под перекрытием неодинаково: увеличение в два раза модуля Юнга приводит к снижению шума на 1,5 дБ, коэффициента вязких по­терь и площади - на 3 дБ, плотности материала - 3 дБ, а толщи­ны - на 9 дБ. В частности. Если попытаться добиться выполне­ния нормативных значений только за счет увеличения толщины несущей плиты перекрытия, то ее пришлось бы увеличить с 14— 30 см до более 1 м.

Если основной защитой от воздушного шума является мас­сивность ограждения, то с ударным сложнее, ибо увеличение массы не только ведет к удорожанию всего здания, но не дает ожидаемого эффекта снижения шума, ибо звук в изолируемое помещение будет идти от перекрытия к другим соседним конст­рукциям.

Тенденция к облегчению конструкции и выполнение при этом нормативных требований по воздушному и ударному шуму привели к созданию конструкций перекрытий особого типа, по­лучивших название конструкций с "плавающими" полами.

Суть решения этой проблемы состоит в том, что искусст­венным путем создается разрыв акустической связи между чис­тым полом и несущей плитой перекрытия. Применяются сле­дующие схемы полов на упругом основании; а) плавающие кон­струкции по сплошному упругому слою; б) по лентам, полосам из мягких прокладок; в) раздельные конструкции.

Схема конструкции первого типа изображена на рис. 25. В ней на несущую плиту перекрытия 4 по всей ее площади укла­дывается мягкий, но упругий, материал 3 (мягкие древесново­локнистые плиты с объемной массой 150-200 кг/м³, минерало­ватные плиты типа URSA плотностью 17-32 кг/м³, материал АСХ на основе стекловолокнистого полотна, холст из кремне­земного волокна, стеклохолст "Велимат", материал АПП на ос­нове пенополиэтилена, материал ШУМОСТОП-С2 и С-5 из штапельного стекловолокна, ШУМАНЕТ-100, ВИБРОСИЛ-Е из алюмоборосиликатного стекла, ВИБРОСИЛ-К из кремнеземных волокон, пробковые маты, крошка из пробки, резины и т.п.), слой водоизоляционного материала (пергамин, рубероид и т.п.).

Рис. 25: 1 - паркет; 2 - стяжка;

3 - упругая прокладка; 4 - несущая

плита перекрытия

 

Следует отметить, что тонковолокнистые материалы имеют преимущества перед остальными по двум причинам: во-первых, они исключительно долговечны, во-вторых, имеют многоуров­невое рассеяние энергии (вязкость воздуха в порах, трение воз­духа о волокна, трение волокон друг о друга, трение в кристал­лической решетке волокон). Поверх упругого слоя 3 укладыва­ется стяжка 2: гипсобетонная, бетонная, шлакобетонная, укла­дываемая либо в жидком состоянии, либо применяются сборные стяжки из плит заводского изготовления (они требуют устройст­ва на месте только выравнивающего слоя), чистый пол 1 - из безосновного линолеума, ковровое покрытие, паркетные плиты, ламинированный паркет.

В целях экономии упругого материала применяется вторая схема, когда панель-стяжка, размером на комнату лежит на уп­ругих прокладках в виде полос или, как изображено на рис. 26. Упругая прокладка 3 размещается по периметру помещения ме­жду стяжкой и несущей нижней потолочной плитой и, таким об­разом, получается конструкция раздельного типа.

Рис. 26: 1 - линолеум с войлочной основой; 2 - верхняя плита перекрытия; 3 - упругая прокладка по всему периметру плиты; 4 - нижняя плита перекрытия; 5 - плинтус; 6-цементная заделка сопряжения

Эффективность плавающей стяжки зависит от ее поверхно­стной массы и от жесткости материала упругой прокладки. При этом необходимо помнить, чтобы под действием нагрузок со стороны плиты-стяжки прокладка не потеряла свои упругие свойства. Толщина упругого слоя в обжатом состоянии может быть определена по формуле:

δ_з=δ₀(1-ε_д) (51)

где δ_о - толщина упругого слоя в свободном состоянии (без на­грузки); ε_д - относительное сжатие упругого материала под на­грузкой, принимаемое из таблиц.

Стяжка, уложенная на упругом основании, совместно с ним образуют колебательную систему с частотой собственных коле­баний, на которых плавающая стяжка не только не ослабляет пе­редачу звуков, но даже увеличивает звукопроводность перекры­тия. Эта опасность возникает тогда, когда величина произведе­ния т * δ_з слишком мала, например, когда легкая стяжка уложена по слишком жесткой прокладке. Поэтому собственная частота стяжки должна лежать за пределами нормируемого диапазона, т.е. ниже 100 Гц. Эта частота определяется по формуле:

(52)

 

 

где Е_д динамический модуль упругости упругого слоя в Н/м; δ_з — толщина упругого слоя в обжатом состоянии, определяемая по формуле (51); т₂ — поверхностная плотность пола без упругого слоя в кг/м².

Необходимо отметить, что небольшая плотность изоли­рующего материала не главное. Основное значение имеет дина­мический модуль упругости, который для максимальной звуко­изоляции должен быть не более 0,5 МПа. Например, попытки применить стандартный пенополистирол марки 25 не дадут же­лаемого результата, так как его динамический модуль упругости составляет 1,3 МПа, в то время как полистирол зарубежный под­вергнут специальной механической обработки (эластифицированный, Е_д - 0,5 МПа).

Примерами таких конструкций могут служить конструкции полов из комплектующих элементов системы ТИГИ Кнауф, в которых в качестве упругого слоя используется эластифицированный пенополистирол. Раличные варианты конструкций по­зволяют получить снижение ударного шума от 20 доЗО дБ.

К следующей схеме конструкций полов с улучшенными изоляционными свойствами ударного шума - это конструкции с подвесным потолком (рис. 27), когда к несущей плите перекры­тия 1 при помощи металлических тяжей с пружинными аморти­заторами 2 подвешивается несущая плита потолка 4. Обязатель­ное условие - наличие на плите пористого звукопоглощающего слоя 3. Изолирующий эффект снижения ударного шума связан с тем, что плита перекрытия, вибрируя под действием импульс­ных нагрузок создает звуковое поле между плитой перекрытия и акустическим потолком и в дальнейшем происходит уже ослаб­ление воздушного шума конструкцией плиты акустического по­толка. Очень важное значение имеет при этом тщательность за­делки мест соединений плит акустического потолка и отсутствие контактов плит с элементами стен.

 

Рис. 27. Конструкция с подвесным потолком: 1 - несущая плита перекрытия; 2 - металлический тяж с пружинным амортизатором; 3 - пористая плита-поглотитель; 4 - плита потолка, опирающаяся на двутаврики; 5 - двутаврики

Каждый из типов упругих рулонных материалов обеспечивает вполне определенное улучшение изоляции ударного шума (от 16 до 25 дБ) и определяется по формуле:

I_y=I_y0-∆Iy (32)

где 1уо - индекс приведенного уровня ударного шума для плиты перекрытия определяемого по таблицам; ∆I_у — величина? при­нимаемая в зависимости от рулонного материала.

Очень важно соблюдение правил монтажа конструкций, имеющих стяжку. Обязательно при монтаже либо оставить воз­душный зазор между стяжкой и поверхностью стены, либо за­полнить этот зазор упругими прокладками. Кроме того, надо проследить за тем, чтобы плинтус не смыкался со стеной и чис­тым полом, создавая акустический мостик передачи вибраций с пола на стену, а затем в нижнее помещение (рис. 28).

Рис. 28: 1 - плиты перекрытия; 2 - стена; 3 - упругие прокладки; 4 - плинтус; 5 - гвоздь; 6 - дощатый пол; 7-стяжка; 8 - покрытие по