Шумозащита

С растущей технизацией промышленности и транспорта шум все время повышается. Длительное воздействие шума опасно для здоровья человека. Задачей защиты от шума является защита людей от шума как снаружи, так и внутри здания. Это достигается с помощью звукоизоляции и звукопоглощения.

 Звукоизоляция

Под звукоизоляцией понимается сопротивление строительных конструкций, например стен, перекрытий, дверей или окон, прохождению через них звуковой энергии. Когда говорят о звукоизоляции, это относится к звуковым процессам между двумя помещениями или между помещением и внешней средой. По виду распространения шума различают звукоизоляцию воздушного шума и изоляцию корпусного шума, и в частности ударного шума по перекрытиям.

Изоляция воздушного шума

Для оценки изоляции воздушного шума применяется оцененная величина звукоизоляции R'_w, Она выражается в единицах — децибелах (дБ).

Эта величина определяется по относительной кривой, которая установлена в DIN EN ISO 140-4.

Относительная кривая (нормативная частотная характеристика звукоизоляции от воздушного шума) проходит в важном с точки зрения строительной акустики диапазоне частот межу 100 и 3150 Гц. По форме этой кривой видно, что требования к изоляции воздушного шума в нижнем диапазоне частот при низких тонах небольшие, тогда как в верхнем диапазоне частот они значительно выше. Здесь учитывается свойство человеческого слуха, который расценивает более низкие тона как менее громкие и тем самым не такие мешающие, как высокие тона (рис. 2).

Рис. 1. Изоляция воздушного шума

Рис. 2. Определение оцененной величины звукоизоляции от воздушного шума R'_w

Требования к изоляции воздушного шума

Чтобы обеспечить достаточную изоляцию воздушного шума между квартирами и рабочими помещениями, принадлежащими разным хозяевам в DIN 4109, предписываются минимальные значения изоляции от воздушного шума. Если эти минимальные требования не выдерживаются, то запросы о рекламациях могут быть удовлетворены в судебном порядке.

Защита от ударного шума по перекрытиям

Защита от ударного шума по перекрытию может быть улучшена с помощью устройства плавающей стяжки или мягко пружинящего покрытия пола. Для оценки различных конструкций полов введена величина улучшения звукоизоляции от ударного шума по перекрытиям (ΔL_w). Величина улучшения звукоизоляции от ударного шума показывает, на сколько дБ конструкция пола улучшает оцененный нормативный уровень ударного шума неотделанной конструкции перекрытия. Значения величин улучшения звукоизоляции от ударного шума для различных конструкций и материалов полов приведены в DIN 4109.

Требования к защиты от ударного шума

Чтобы обеспечить достаточную защиту от ударного шума перекрытий в DIN 4109 приводятся минимальные величины ударного шума под перекрытием, которые не могут быть превышены.

Звукоизоляция стен

Для того чтобы предотвратить перенос шума из одного помещения в другое, необходимо расположенную между ними стену сделать звукоизолирующей. При этом различают однослойные стены (с одним плотным слоем) и многослойные стены (с двумя плотными слоями) (рис. 3).

Рис. 3. Получение оцененного уровня ударного шума под перекрытием L'_n,w

Под однослойными стенами понимают такие, которые состоят из одного слоя, например бетонной панели, или из нескольких слоев, если эти слои вплотную прилегают друг к другу, например оштукатуренная кирпичная кладка. Перенос звука из одного помещения в другое происходит непосредственно через стену и по телу стены в продольном направлении через примыкающие стены и перекрытия (рис. 4). Стены от поступающих звуковых волн приводятся в колебательное движение, которые в соседнем помещении передаются граничащим со стеной слоям воздуха в виде воздушного шума. Защита от воздушного шума однослойной стеной увеличивается при повышении поверхностной массы конструкции (кг/м²).

Рис. 4. Пути распространения шума

Стены должны быть плотными, т.е. они должны иметь плотные швы, не иметь трещин. Поэтому стены из кирпичной кладки необходимо оштукатуривать.

При многослойных стенах с двумя плотными слоями требуемая изоляция от воздушного шума может быть достигнута при меньшем весе стены, чем при однослойных стенах.

Многослойные стены состоят из двух отдельных или разделенных мягко пружинящим слоем или воздушной прослойкой плотных слоев. Эти слои должны быть толстыми и жесткими на изгиб или тонкими и гибкими. Двойные стены с двумя жесткими на изгиб слоями в основном применяются как разделительные стены между домами блокированного типа или многоэтажными жилыми домами.

Здесь между стенами из кладки или из монолитного бетона устанавливаются волокнистые изоляционные плиты, тип применения Т (плиты для изоляции ударного шума в перекрытиях), которые в основном должны предотвращать образование мостиков звука. Шов наружу должен быть изолирован соответствующим уплотнением (рис. 5а).

Если перед жесткой стенкой, например перед стенкой толщиной 11,5 см из полнотелого кирпича, устанавливается гибкая стенка, например гипсокартонная плита, то говорят об облицовочном слое (рис. 5б).

Облегченные перегородки состоят, как правило, из двух гибких слоев. Эти слои могут состоять, например, из гипсокартонных листов или оштукатуренных древесноволокнистых легких плит. Стенки укрепляются на опорных конструкциях из брусьев или стальных тонкостенных гнутых профилей (рис. 5в). Стенки из легких древесноволокнистых плит могут быть также и самонесущими (рис. 5г). Перенос шума при двойных стенах происходит как непосредственно через колеблющиеся стенки, так и через примыкающие стены и перекрытия как продольное распространение корпусного шума (рис. 4).

Рис. 5. Звукоизоляция стен

Продольная передача шума по фланкирующим стенам тем больше, чем легче эти стены. Она происходит также и по полу, если облегченные перегородки поставлены на плавающую стяжку. Также и непрерывные пустоты между перекрытием и подвесным потолком создают хорошую передачу звука. Поэтому они должны пересекаться перегородками.

Дальнейшая возможность передачи звука происходит через мостики звука. Мостики звука — это жесткие соединения между двумя оболочками, как, например, растворные заплывы, деревянные бруски, деревянные планки, гвозди, шурупы или проходящие через стенку трубы.

Изоляция от воздушного шума в двойных стенах будет улучшена если:

• обе стенки по возможности будут тяжелыми, но с другой стороны тонкими и гибкими, как, например, плиты из гипсокартона ипи оштукатуренные легкие древесноволокнистые ппиты,

• расстояние между стойками и стенками будет как можно больше, в пустое пространство между стенками будут помещены звукопоглощающие материалы, как, например, минеральная вата,

• мостики звука будут уничтожены,

• обе стенки не будут защемлены или расклинены, а смогут колебаться свободно, т.е. иметь шарнирное крепление,

• примыкания к стенам, перекрытиям и попам будут хорошо уплотнены и

• продольная передача звука будет по возможности мала.

Звукоизоляция перекрытий

Звукоизоляция перекрытий включает изоляцию от воздушного шума, изоляцию от ударного шума по перекрытию и изоляцию корпусного шума.

Для изоляции от воздушного шума действуют те же правила, что и для изоляции от воздушного шума однослойных стен. Перекрытие должно иметь минимальную поверхностную массу 400 кг/м2. Пустоты в массивных перекрытиях, которые получаются с помощью пустотных элементов в перекрытиях, уменьшают звукоизоляцию. Так как различные виды перекрытий имеют небольшой вес, то они должны быть выполнены многослойными. Они имеют подвесной потолок (рис. 6). В качестве строительных материалов для подвесных потолков подходят гипсокартонные плиты, древесноволокнистые изолировочные плиты, оштукатуренные древесноволокнистые легкие строительные плиты или штукатурка по металлической сетке или металлическим штампованным лентам — носителям штукатурки. Улучшение звукоизоляции от воздушного шума дает также и плавающая стяжка на перекрытии.

Рис. 6. Звукоизолирующие подвесные потолки

Так как защита от ударного шума по перекрытию в массивных перекрытиях недостаточна, на перекрытии устраивается плавающая стяжка (рис. 7). При этом на перекрытие укладывается демпфирующий слой, например из пенополистирола, минеральной ваты, кокосового волокна или других подобных материалов. Этот звукоизоляционный слой необходимо защитить от проникновения в него влаги из свежеуложенного раствора стяжки с помощью пергамина или синтетической пленки. Тем самым предотвращается также протекание раствора на плиту перекрытия и образование мостиков звука. По бокам плавающей стяжки стен необходимо устанавливать полоски из звукоизоляционного материала, отделяющие плавающую стяжку от стен, для предотвращения передачи корпусного шума.

Рис. 7. Устройство плавающей стяжки

Значительное ухудшение изоляции от ударного шума перекрытий наступает, когда происходят жесткие соединения между стяжкой и перекрытием или боковыми стенами. Последние могут возникать также и там, где проходящие через стяжку трубы (например, опоры радиаторов отопления) или опорные рейки, дверные коробки, водостоки в полу или подобные места должны иметь жесткое соединение со стяжкой. Таких жестких соединений следует избегать с помощью мягких прокладок, например демпфирующих полосок или шовных мастик.

В качестве стяжки применяются, например, цементные стяжки, гипсовые стяжки, магнезиальные стяжки или стяжки из литого асфальта. Толщина стяжки в зависимости от вида звукоизоляционного слоя должна составлять минимум 30 мм до 45 мм, в случае стяжек из литого асфальта минимум 20 мм до 25 мм. Если хотят добиться требуемой изоляции от ударного шума с помощью мягких пружинящих ковровых покрытий, то необходимо применять длинноворсные ковры с подкладкой из фетрокартона, пористой резины или пробки.

Мягко пружинящие верхние слои пола вследствие своего малого веса улучшают только изоляцию от ударного шума шагов по перекрытию, однако не улучшают изоляцию от воздушного шума. Если полы и стены покрыты керамической плиткой, то плитки на стенах должны отделяться от плиток пола эластичной шовной массой для предотвращения мостиков звука (рис. 7).

Вместо мокро уложенной стяжки могут применяться также сухие конструкции основания пола на плите перекрытия. В качестве сухого основания для пола могут применяться, например, древесно-стружечные плиты по лагам на упругих подкладочных полосках (рис. 8). Могут применяться также гипсовые стяжечные плиты на звукоизоляционном слое (рис. 8) или древесно-волокнистые плиты на битумном связующем или легкие строительные плиты на битуминизированной перлитовой засыпке. В качестве чистого пола может применяться готовый паркет, в т.ч. паркетные щиты или синтетическая или ковровое покрытие по древесностружечным плитам.

Рис. 8. Устройство сухого пола

Обычные перекрытия по деревянным балкам в многоквартирных домах не обеспечивают требуемую защиту от воздушного и ударного шума. Эта защита может быть достигнута, если нижняя отделка перекрытия будет выполнена в виде подвесного потолка с пружинящими подвесками или пружинящими направляющими, закрепленными на балках. Дальнейшая возможность по улучшению защиты от ударного шума обеспечивается плавающей стяжкой или уложенными на упругую прокладку древесно-стружечными плитами (рис. 9 а,6).

В многоквартирных домах ударный шум от шагов в лестничной клетке необходимо учитывать особо, так как этот ударный шум с лестницы легко передается на ограничивающие лестничную клетку стены. Требуемую защиту от ударного шума можно обеспечить, если лестничные марши и, в соответствующих случаях, лестничные площадки опирать через упругие прокладки (рис. 9 в). Швы между стенами и перекрытиями предотвращают мостики звука. Швы следует закрывать с помощью эластичной шовной уплотняющей мастики. Мостики звука, особенно в районе входных дверей в квартиры, необходимо предотвращать, как, например, с помощью проходящей под дверью плавающей стяжки.

Рис. 9. Защита от воздушного и ударного шума перекрытий по деревянным балкам

Изоляция корпусных шумов должна быть предусмотрена там, где могут возникать шумы потоков воды в водопроводе или трубах отопления, где машины, моторы или подобные устройства создают рабочие шумы и колебания и могут передавать их в виде корпусных шумов на пол и стены. Оттуда корпусной шум может легко распространяться на другие конструкции. Изоляция от корпусного шума достигается тем, что эти машины устанавливаются на колеблющиеся изоляторы из твердой резины, стальных пружин или подобные устройства. Проходящие через стены трубопроводы, также должны быть изолированы от конструкций упругими прокладками (рис. 10).

Рис. 10. Изоляции от корпусного шума

Защита от шума за счет звукопоглощения

Мероприятия по звукопоглощению применяются там, где в шумном помещении, например в машинном отделении (рис. 11), уровень шума должен быть понижен. Также и в концертных и лекционных залах, где предъявляются высокие требования к красоте звучания музыки и слышимости, определенные мероприятия по звукопоглощению являются необходимыми. Звукопоглощение всегда имеет дело со звуковыми процессами в «громких» помещениях. Различают пористые звукопоглотители и резонансные звукопоглотители.

Рис. 11. Защита от шума за счет звукопоглощения

Пористые звукопоглотители - это легкие материалы с шероховатой поверхностью с открытыми порами, такие, как, например, минераловатные и древесноволокнистые плиты или различные пенистые синтетические материалы. При звукопоглощении звуковые волны встречаются на поверхности звукопоглощающего материала. Часть звуковых волн будет отражаться, т.е. отбрасываться обратно в помещение, другая часть проникает в поры материала. Колеблющийся воздух тормозится на стенках пор, причем звуковая энергия переходит в тепловую, и звук при этом поглощается. Звукопоглощающие материалы в большинстве случаев закрепляются в виде плит непосредственно на стенах и перекрытиях и поглощают в основном высокие тона (рис. 12).

Рис. 12. Звукопоглощающие конструкции

Резонансные звукопоглотители состоят из плит с закрытыми порами, как, например, из фанерных, древесно-стружечных, древесно-волокнистых или гипсокартонных плит, которые на определенном расстоянии закрепляются на стенах и на перекрытии. Звуковые волны приводят эти плиты в колебательное движение. При этом часть звуковой энергии переходит в энергию колебательного движения плит. Эти конструкции поглощают в основном низкие тона.

Звукопоглотители для среднего диапазона частот получают с помощью комбинации пористых звукопоглотителей и резонансных звукопоглотителей. При этом пористые звукопоглотители помещают на некотором расстоянии от стены или перекрытия и часто закрывают от интерьера перфорированными металлическими листами или гипсокартонными плитами, а также гипсовыми элементами или древесно-стружечными плитами.