Акустичні принципи часто не зовсім правильно трактуються і, як наслідок, некоректно застосовуються на практиці.
Багато що з того, що слід було б віднести до знань і досвіду в цій галузі, насправді часто виявляється некомпетентністю. Традиційний підхід більшості будівельників до вирішення проблем звукоізоляції заснований на власному досвіді, який часто неправильно інтерпретується.
Нижче перераховані деякі найбільш поширені акустичні міфи, з якими ми постійно стикаємося під час спілкування з нашими клієнтами.
Міф № 1: Звукоізоляція і звукопоглинання це одне і те ж
Факти: Звукопоглинання - зниження енергії відбитої звукової хвилі при взаємодії з перешкодою, наприклад зі стіною, перегородкою, підлогою, стелею. Здійснюється шляхом розсіювання енергії, її трансформації в тепло. Звукопоглинання оцінюють за допомогою безрозмірного коефіцієнта звукопоглинання αw в діапазоні частот 125-4000 Гц. Цей коефіцієнт може приймати значення від 0 до 1 (чим ближче до 1, тим вище звукопоглинання). Застосування звукопоглинальних матеріалів покращують умови чутності всередині самого приміщення.
Звукоізоляція - зменшення рівня звуку, проникаючого через огорожу з одного приміщення в інше. У більш широкому сенсі - сукупність заходів щодо зниження рівня проникаючих шумів. Звукоізоляція це властивість конструкції, а не матеріалу. Чим масивніша і товща захисна конструкція, тим вище її звукоізоляційні властивості. Розрізняють звукоізоляцію повітряного і ударного шуму. Кількісна міра звукоізоляції виражається в децибелах (дБ).
Порада: Для збільшення звукоізоляції рекомендується застосовувати більш масивні і товсті огороджувальні конструкції. Оздоблення приміщення одними лише звукопоглинальними матеріалами малоефективна і не призводить до помітного збільшення звукоізоляції.
Міф № 2: Чим більше значення індексу ізоляції повітряного шуму Rw, тим вище звукоізоляція огорожі
Факти: Індекс звукоізоляції повітряного шуму Rw це інтегральна характеристика, що застосовується для діапазону частот 100-3150 Гц і розрахована на оцінку шумів побутового походження (розмовна мова, радіо, телевізор). Чим більше значення Rw, тим вище ізоляція для звуків саме цього типу. В процесі розробки методики розрахунку індексу Rw не було враховано наявність в сучасних житлових будинках потужних джерел низькочастотного шуму (домашніх кінотеатрів, галасливого інженерного обладнання і т.п.). Можлива ситуація, коли легка каркасна перегородка з ГКЛ має індекс Rw вище, ніж у цегляної стіни аналогічної товщини. В цьому випадку каркасна перегородка значно краще ізолює звуки голосу, працюючого телевізора, дзвінок телефону або будильника, але звук сабвуфера домашнього кінотеатру більш ефективно знизить все ж цегляна стіна.
Порада: Перед зведенням перегородок в приміщенні проаналізуйте частотні характеристики існуючих або потенційних джерел шуму. При виборі варіантів конструкцій перегородок рекомендуємо порівнювати їх звукоізоляцію в третино-октавних смугах частот, а не індекси Rw. Для звукоізоляції низькочастотних джерел шуму (домашній кінотеатр, механічне обладнання) рекомендується застосовувати огороджувальні конструкції з щільних масивних матеріалів.
Міф № 3: Гучне інженерне обладнання може бути розташоване в будь-якій частині будівлі, тому що його завжди можна звукоізолювати спеціальними матеріалами
Факти: Ефективність віброізоляційних матеріалів і технологій обмежується поєднанням характеристик обладнання та будівельних конструкцій. Багато типів інженерного обладнання мають яскраво виражені низькочастотні характеристики які досить важко ізолювати.
Порада: При розробці архітектурно-планувального рішення будівлі, гучне інженерне обладнання необхідно розташовувати якомога далі від приміщень , що захищаються від шуму.
Міф № 4: Вікна з двокамерним склопакетом (3 скла) мають більш високі звукоізоляційні характеристики в порівнянні з вікнами з однокамерним склопакетом (2 скла)
Факти: Якщо розглядати два склопакета (однокамерний і двокамерний) однакової товщини і з однаковою сумарною товщиною стекол, виявиться, що однокамерний склопакет буде володіти більш високим значенням індексу ізоляції повітряного шуму Rw в порівнянні з двокамерним. Причина в виникненні небажаних резонансних явищ в більш тонких повітряних проміжках між стеклами в двокамерних склопакетах.
Порада: Для збільшення звукоізоляції вікна рекомендується застосовувати склопакети максимально можливої ширини, що складаються з двох масивних стекол, бажано різної товщини (наприклад, 6 і 8 мм) і максимально широкої дистанційної планки. Якщо застосовується все ж двокамерний склопакет, то рекомендується застосовувати скла різної товщини і повітряні проміжки різної ширини. Профільна система повинна забезпечувати трьохконтурне ущільнення стулки по периметру вікна. В реальних умовах якість притвору впливає на звукоізоляцію вікна навіть більше, ніж формула склопакета. Найбільш ефективною конструкцією, з точки зору звукоізоляції, є роздільно-спаренное вікно з двома стулками, в одну з яких встановлюється однокамерний склопакет з двома стеклами по 6-8 міліметрів, а в іншу ставиться одинарне скло товщиною 8-10 мм.
Міф № 5: Застосування в каркасному будівництві мінеральної вати досить для забезпечення високої звукоізоляції між приміщеннями
Факти: Мінеральна вата не є звукоізолюючим матеріалом, вона може бути тільки одним з елементів звукоізоляційної конструкції. Наприклад, спеціальні звукопоглинальні плити з акустичної мінеральної вати можуть збільшити звукоізоляцію гіпсокартонних перегородок, в залежності від їх конструкції, на величину 5-8 дБ. З іншого боку, лише додаткова облицювання одношарової каркасної перегородки другим шаром гіпсокартону може збільшити її звукоізоляцію на 5-6 дБ.
Порада: Звукоізоляція гіпсокартонних перегородок збільшується при:
- заповнененні каркасу спеціальною акустичною мінеральною ватою;
- використання незалежних подвійних каркасів замість одинарних;
- збільшення ширини каркаса;
- збільшувати відстані між стійковими профілями;
- збільшення кількості шарів гіпсокартону;
- застосування більш щільних і гнучких типів гіпсокартону;
- застосування в складі облицювань мембран з в'язкоеластичних матеріалів;
- закріплення перегородок до підлоги і стелі за допомогою звукоізолюючих профілів.
Міф № 6: Звукоізоляцію між приміщеннями можна завжди забезпечити стіною з високим значенням індексу звукоізоляції
Факти: Звук поширюється з одного приміщення в інше не тільки через стіну, що їх розділяє, але і по всім прилеглим будівельним конструкціям і інженерним комунікаціям (перегородки, стеля, підлога, вікна, двері, повітроводи, трубопроводи водопостачання, опалення та каналізації). Це явище має назву непрямої передачею звуку. Всі будівельні елементи вимагають заходів по звукоізоляції. Наприклад, якщо побудувати стіну з індексом звукоізоляції Rw = 60 дБ, а потім прокласти через неї вентиляційний канал, то сумарна звукоізоляція огорожі практично визначатиметься звукоізоляцією отвору вентиляційного каналу і вентиляційних решіток та складатиме не більше Rw = 20 -25 дб.
Порада: При зведенні будівельних конструкцій необхідно забезпечувати "баланс" між їх звукоізоляційними властивостями таким чином, щоб кожен з каналів поширення звуку мав приблизно однаковий вплив на сумарну звукоізоляцію. Особливу увагу слід приділити системі вентиляції, вікнам і дверям.
Міф № 7: Багатошарові каркасні перегородки мають більш високі звукоізоляційні характеристики в порівнянні зі звичайними, 2-шаровими
Факти: Інтуїтивно здається, що чим більше шарів, що чергуються гіпсокартону і мінеральної вати, тим вище звукоізоляція огорожі. Насправді звукоізоляція каркасних перегородок істотно залежить від їх конструкції.
Різні типи каркасних перегородок зображені на рис.1 і розташовані в порядку зменшення їх звукоізолюючої здатності. В якості вихідної конструкції розглянемо перегородку з подвійною облицюванням ГКЛ по обидва боки.
Якщо у вихідній перегородці перерозподілити шари гіпсокартону, зробивши їх почергово, ми розділимо існуючий повітряний проміжок на кілька більш тонких сегментів. Зменшення повітряних проміжків призводить до зростання резонансної частоти конструкції, що істотно знижує звукоізоляцію, особливо на низьких частотах.
При однаковій кількості листів ГКЛ найбільшою звукоізоляцією володіє перегородка з одним повітряним проміжком.
Таким чином, правильне технічне рішення має набагато більший вплив на звукоізоляцію, ніж простий вибір звукоізоляційних матеріалів.
Порада: Для збільшення звукоізоляції каркасних перегородок рекомендується застосовувати конструкції з двома облицюваннями, використовувати подвійні каркаси замість одинарних, застосовувати не менше 2-3 шарів ГКЛ, заповнювати каркаси спеціальним звукопоглинальним матеріалом, застосовувати пружні прокладки між направляючими профілями і будівельними конструкціями, ретельно герметизувати стики.
Міф № 8: Пінопласт є ефективним звукоізолюючим та звукопоглинальним матеріалом
Факт А: Пінопласт випускається в листах різної товщини і об'ємної щільності. Виробники по-різному називають свою продукцію, але суть від цього не змінюється - це пінополістирол. Це прекрасний теплоізоляційний матеріал, але до звукоізоляції повітряного шуму він не має ніякого відношення. Єдина конструкція, в якій застосування пінопласту може позитивно вплинути на зниження шуму, це його укладання під стяжку в конструкції плаваючої підлоги. Та й то це стосується зниження тільки ударного шуму. При цьому, ефективність шару пінопласту товщиною 40-50 мм під стяжкою не перевищує ефективності більшості прокладок звукоізоляційних матеріалів товщиною всього 3-5 мм. Багато будівельників рекомендує для збільшення звукоізоляції наклеювати листи пінопласту на стіни або стелі і потім штукатурити. Насправді, така «звукоізоляційна конструкція» не збільшить, а в більшості випадків навіть зменшить (!!!) звукоізоляцію огорожі . Діло в тому, що облицювання масивної стіни або перекриття шаром гіпсокартону або штукатурки з використанням акустично жорсткого матеріалу, яким є пінополістирол, призводить до погіршення звукоізоляції такої двошарової конструкції. Це пов'язано з резонансними явищами в області середніх частот. Наприклад, якщо таке облицювання змонтувати з двох сторін важкої бетонної стіни (рис. 3), то зниження звукоізоляції може бути катастрофічним! В даному випадку виходить проста коливальна система (рис.2) "маса m1-пружина-маса m2-пружина-маса m1", де: маса m1 - шар штукатурки, маса m2 - бетонна стіна, пружина - шар пінопласту.
|
|
|
|
|
Рис 2 ÷ 4 Погіршення ізоляції повітряного шуму стіною при монтажі додаткового облицьовування (штукатурка) на пружному шарі (пінопласт).
а - без додаткового облицьовування (R'w = 53 дБ); б - з додатковою облицюванням (R'w = 42 дБ).
Як і будь-яка коливальна система, дана конструкція має резонансну частоту Fo. Залежно від товщини пінопласту і штукатурки, резонансна частота даної конструкції буде перебувати в діапазоні частот 200 ÷ 500 Гц, тобто потрапить в середину мовного діапазону людини. Поблизу резонансної частоти буде спостерігатися провал звукоізоляції (рис.4), який може досягати величини 10-15 дБ!
Необхідно відзначити, що до такого ж плачевного результату може привести застосування в подібній конструкції замість пінопласту таких матеріалів, як пінополіетилен, пінополіпропілен, деяких типів жорстких поліуретанів, листової пробки і м'якого ДВП, а замість штукатурки гіпсокартонних плит на клею, листів фанери, ДСП, ОСБ .
Факт Б: Для того, щоб матеріал добре поглинав звукову енергію необхідно, щоб він був пористим або волокнистим, тобто таким, що продувається. Пінополістирол це матеріал, що не продувається, із закритою комірчастою структурою (з бульбашками повітря всередині). Шар пінопласту, змонтованого на жорсткій поверхні стіни або перекриття, володіє зникаюче малим коефіцієнтом звукопоглинання.
Порада: При влаштуванні додаткових звукоізоляційних облицювань в якості ізоляційного шару рекомендується застосовувати акустично м'які звукопоглинальні матеріали, наприклад, плити з акустичної мінеральної вати. Важливо використовувати спеціальні звукопоглинальні матеріали, а не довільні утеплювачі.
І нарешті, напевно, найбільший міф, викриття якого випливає з усіх, наведених вище, фактів:
Міф № 9: Ізоляція повітряного шуму за допомогою тонких звукоізолюючих матеріалів
Факти: Основним фактором, що викриває цей міф, є наявність самої проблеми звукоізоляції. Якби в природі існували такі тонкі звукоізолюючі матеріали, то проблема захисту від шуму вирішувалася б ще на стадії проектування будівель і споруд і зводилася б тільки до вибору зовнішнього вигляду і ціни подібних матеріалів.
Вище йшлося про те, що для ізоляції повітряного шуму необхідно застосування звукоізолюючих конструкцій типу "маса-пружність-маса", в яких між звуковідбиваючими шарами розташовувався б шар акустично "м'якого" матеріалу, досить товстого, що мав би високі значення коефіцієнта звукопоглинання. Виконати всі ці вимоги в межах загальної товщини конструкції 10-20 мм неможливо. Мінімальна товщина звукоізоляційного облицювання, ефект від якого був би очевидним і відчутним, складає не менше 40-50 мм. На практиці застосовують облицювання товщиною 75 мм і більше. Звукоізоляція тим вище, чим більше товщина облицювання.
Іноді "фахівці" наводять як приклад технології шумоізоляції кузовів автомобілів тонкими матеріалами. В цьому випадку працює зовсім інший механізм шумоізоляції - вібродемпферуючий, ефективний тільки для ізоляції тонких пластин (у випадку з автомобілем - металевого кузова). Вібродемпфуючий матеріал повинен бути в'язкоеластичним, володіти високими внутрішніми втратами і мати товщину більше, ніж у ізольованої пластини. Адже насправді, хоча автомобільна шумоізоляція має товщину всього 5-10 мм, це в 5-10 разів товстіше самого металу, з якого зроблений кузов автомобіля. Якщо в якості ізольованої пластини уявити міжквартирні стіни, то стає очевидним, що "автомобільним" методом вібродемпферування звукоізолювати масивну і товсту цегельну стіну не вдасться.
Порада: Виконання звукоізоляційних робіт в будь-якому випадку вимагає певних втрат корисної площі і висоти приміщення. Рекомендується ще на етапі проектування звернутися до фахівця -акустика, щоб звести до мінімуму ці втрати і вибрати найдешевший і найефективніший варіант звукоізоляції вашого приміщення.
Висновок
У практиці будівельної акустики набагато більше помилок, ніж описано вище. Наведені приклади допоможуть Вам уникнути деяких серйозних помилок в процесі проектування або під час виконання будівельних робіт. Ці приклади служать ілюстрацією того, що не варто беззастережно вірити статтями по ремонту з глянцевих журналів або словам "досвідченого" будівельника "... А ми завжди так робимо ...", які не завжди грунтуються на принципах будівельної фізики.
Надійною гарантією правильного виконання комплексу звукоізоляційних заходів, що забезпечують максимальний акустичний ефект можуть служити грамотно складені інженером-акустиком рекомендації по звукоізоляції стін, підлоги та стелі.
Джерело : Андрій Смірнов
Acoustic Traffic LLC
