Строительные конструкции, представляющие собой преграды для звуковых волн, можно разделить на два вида. Это типовые однослойные (кирпичные, каменные, железобетонные) конструкции и многослойные, которые состоят из различных, в том числе, специальных звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Существует довольно большой перечень задач, которые приходится решать при устройстве дополнительных звукоизолирующих конструкций как типового, так и элитного жилья. Общеизвестно, что современные новостройки очень часто сдаются с выполнением минимально допустимых требований строительных норм по звукоизоляции, поэтому проблемы гашения звуков зачастую устраняется на этапе отделочных работ или проведения ремонта.
Сегодня в практике проведения отделочных и строительных работ часто используются готовые комплексные решения для защиты от агрессивного шума в помещении и направленной
звукоизоляции стен, потолка, пола. Но, прежде чем рассмотреть некоторые эффективные технологии в этой области, остановимся на нескольких понятийных аспектах.
Основные представления о звуке
Звук - это упругие волны, возникающие в газах, жидкостях и твердых телах от механических колебаний и распространяющиеся в этих средах. Звук характеризуется частотой, интенсивностью и звуковым давлением. Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств, температуры и плотности среды, в которой они распространяются.
Часть пространства, в котором распространяются звуковые волны, называют звуковым полем.
При звуковых колебаниях среды, например воздуха, элементарные частицы этой среды начинают колебаться относительно начального своего положения. Скорость этого колебания намного меньше скорости распространения звуковых волн в воздухе. Во время распространения звуковых колебаний в воздухе появляются области повышенного давления и разряжения, которые определяют звуковое давление как разность давлений в возмущенной и невозмущенной воздушной среде.
Таким образом, звуковое давление - переменное избыточное давление, возникающее в среде при прохождении звуковой волны. Обычно звуковое давление мало по сравнению с постоянным давлением в среде.
При распространении звуковых волн происходит перенос кинетической энергии, величина которой определяется интенсивностью звука.
Мы способны воспринимать звуки в большом диапазоне интенсивностей, наши уши различают прирост звука на 0,1 Б, т.е. на 1 дБ (мера, принятая в практике акустических измерений за основную единицу). На человеческий организм шум воздействует отрицательно: снижает остроту слуха, рассеивает внимание, мешает разговорной речи, а при повышенной интенсивности и длительном воздействии шума изменяется кровяное давление, ухудшаются координация движений, зрение, возникают изменения в сердечно-сосудистой и нервной системах.
Поэтому борьба с шумом, снижение его интенсивности до нормативных значений в производственных, общественных, жилых помещения является актуальной задачей. Одним из наиболее действенных мероприятий по борьбе с шумом является применение звукопоглощающих и звукоизоляционных материалов и изготовленных из них конструкций.
Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы
Звукопоглощающие материалы характеризуются высокопористой структурой. Звуковые волны, падая на поверхность такого материала и проникая далее в его поры, возбуждают колебания воздуха, находящегося в узких порах. При этом значительная часть звуковой энергии расходуется. Высокая степень сжатия воздуха и его трение о стенки пор вызывают разогрев. За счет этого кинетическая энергия звуковых колебаний преобразуется в тепловую, которая рассеивается в среде.
Гашению звука способствует деформирование гибкого скелета звукопоглощающего материала, на что также тратится звуковая энергия; особенно этот вклад заметен в пористо-волокнистых материалах с открытой сообщающейся пористостью при ее общем объеме не менее 75%.
Звукоизолирующие качества ограждений основаны на применении специальных конструкций, как правило, многослойных, оказывающих повышенное сопротивление прохождению звуковых волн как ударного характера, так и распространяющихся в воздушной среде.
Придание звукоизолирующих свойств ограждению основывается на следующих физических явлениях: отражении воздушных звуковых волн от поверхности ограждения, гашения ударного или воздушного шума за счет деформации элементов конструкции и материалов, из которых она изготовлена.
Способность отражать звуковые волны важна для наружных ограждений зданий. В этом случае для повышения отражения воздушных звуковых волн стремятся применять массивные конструкции с гладкой наружной поверхностью.
Для внутренних помещений, как правило, высокая отражающая способность ограждения недостаточна, так как отраженные звуковые волны будут усиливать шум в наиболее шумном помещении. В данном случае применяют многослойные конструкции, в состав которых входят элементы из звукоизоляционных материалов. В качестве звукоизоляционных прокладок применяют пористо-волокнистые материалы из минеральной и стеклянной ваты, древесных волокон, засыпки из пористых зерен.
Технические решения для звукоизоляции помещений
Для жилых помещений, выполненных с недостаточным уровнем звукоизоляции, а также для помещений, где требования к звукопоглощению повышенные (студии, клубы, рестораны, офисы и пр.) решение проблемы заключается в устройстве многослойной конструкции. Многослойный "пирог" составляется из листов специальных материалов, между которыми может находиться воздушная полость. Такая конструкция позволяет вибрации затухать значительно быстрее, нежели в однородном материале. Звукоизоляционные свойства многослойной конструкции, поэтому, значительно выше.
В комплексе мероприятий по звукоизоляции помещений могут применяться различные органические и неорганические изоляционные материалы. Например, многофункциональный строительный материал ТермоЗвукоИзол"(ТЗИ), давно завоевавший популярность на рынке отечественных строительных материалов. Это эффективная и недорогая
теплоизоляция, звукоизоляция и виброзащита помещений.
ТермоЗвукоИзол представляет собой 3-слойный прошивной материал, на основе стекловолокнистого холста и двусторонней защитной оболочки из нетканого материала (100% полипропилена), позволяющего полностью исключить проникновение стекловолокон и стеклянной пыли в окружающую среду.
Устройство многослойной звукоизолирующей конструкции стен в помещении с использованием материала ТЗИ производится по следующему алгоритму. Первым слоем в такой конструкции устанавливаются маты ТЗИ, позволяющие гасить вибрацию и шумы на высоких частотах. На втором этапе для достижения лучшего эффекта устанавливаются звукопоглощающие маты БЗМЛ в два слоя. Эти материалы также играют роль дополнительной теплоизоляции. Далее монтируется гипрок и базальтовый картон. В качестве финишного слоя в звукоизоляционной конструкции выступает ГВЛВ - гипсоволокнистый лист. Базальтовый картон применяем в виде прокладок в тех местах, где направляющая крепится саморезом для исключения передачи вибрации. Конструкция монтируется на металлических направляющих.
Для защиты от структурного шума необходима дополнительная звукоизоляция помещения снизу и сверху. Наиболее эффективным решением в данном случае считается устройство звукоизолирующего пола с использованием специальной подложки для снижения ударного шума. Кроме этого, в роли дополнительного звукоизолятора в помещении может выступить подвесной (акустический) потолок.
