Вступление и общие принципы
Сегодня мы кратко разберем, как определяется коэффициент изоляции различных типов шумов, разберемся что такое звукопоглощающие свойства материалов и почему звукопоглощение (и акустическая корректировка помещений) имеет косвенное отношение к звукоизоляции.
Все определения будут подкреплены примерами для более простого понимания неподготовленным человеком.
Децибел (дБ) – 1\10 Белл.
В акустике понятие 1 Белл – относительная единица измерения которая показывает на сколько та или иная звуковая величина больше по отношению к условному нулю. Где условный нуль — это громкость звука на минимальном пороге слышимости человека.
То есть 0 дБ – это минимум звука измеряемого человеческим ухом, 130 дБ – громкий уровень звука при котором возникает болевой порог.
Обратите внимание, индексы изоляции — это значения в дБ, определяемые в частотном диапазоне от 100 Гц до 3150 Гц. Например, для не оштукатуренного керамоблока толщиной 20 см, индекс изоляции воздушного шума составляет 49 дБ. При этом его частотную характеристику изоляции вы можете видеть на картинке снизу.
То есть, коэффициент звукоизоляции на отдельно взятых частотах может быть больше или меньше рассчитанного из этих данных Rw. Не будем вдаваться в подробности расчета Rw исходя из частотных данных, можно сказать лишь то, что это усредненная характеристика на частотном диапазоне от 100 до 3150 Гц.
Важно понимать, что, индекс изоляции шума 49 дБ, вовсе не означает что данная степень изоляции будет соблюдаться на всем частотном диапазоне.
Коэффициент звукоизоляции воздушного шума Rw
Собственный индекс изоляции воздушного шума Rw, значение звукоизоляции шума для ограждающей конструкции. Чем выше Rw, тем лучше звукоизоляционные характеристики стены, потолка или возводимой перегородки. Примером такого звука является разговор людей, работа телевизора или акустических систем, лай собаки.
Данная характеристика может применяться как общий индекс звукоизолирующей способности стены (потолка, перегородки) вместе со смонтированной на нее звукоизоляционной оболочкой. В таком случае коэффициент звукоизоляции определяется по формуле Rw общий = Rw стены + ΔRw звукоизоляционной конструкции.
Например, Rw бетонной плиты перекрытия толщиной 160мм составляет 52 дБ. То есть имея источник звука громкостью 80 дБ, сквозь плиту перекрытия проникнет 28 дБ. Установив поверх этой плиты оболочку которая имеет ΔRw 10дБ (для примера), мы получим снижение шума до 18дБ.
Кратко описать методику замеров этого индекса можно следующим образом. Для замеров в лабораторных условиях существуют специальные комнаты, сделанные из массивного монолитного бетона, для того чтобы исключить косвенную передачу звука через стены минуя звукоизоляционную оболочку.
Комната разделена на две части известного объема, с заранее рассчитанным временем реверберации. Первая комната – камера высокого давления, вторая комната – камера низкого давления. В каждой из камер находится специальная входная дверь задерживающая звук, ведущая в коридор.
Перед измерениями, комнаты разделяются путем установки ограждающей звукоизоляционной конструкции. В камере высокого давления устанавливается акустическая система, создающая диффузное звуковое поле и производятся замеры уровня шума в камере низкого давления. В процессе замеров микрофон и акустическая система обязательно перемещаются по комнатам, для того чтобы получить максимально точные результаты.
В дальнейшем полученные данные обрабатываются с учетом всех факторов, которые могут повлиять на точность полученного результата (температура воздуха, влажность, время реверберации…). На выходе лаборанты предоставляют частотную характеристику изоляции перегородки, из которой, по определенной формуле, определяется коэффициент звукоизоляции Rw.
Для разных типов помещений в СНиП прописаны нормативные значения к изоляции звука. Для примера можно разобрать некоторые из них. Данные взяты из СВОД ПРАВИЛ КОНСТРУКЦИИ ОГРАЖДАЮЩИЕ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ СП 275.1325800.2016, дата введения 17.06.2016.
| Наименование помещения и расположение ограждающей конструкции | Требуемый индекс изоляции Rw, дБ |
| Перекрытия между квартирами, а также отделяющие квартиры от лестниц, холлов, и эксплуатируемых чердачных помещений | 52 |
| Перекрытия между квартирами и коммерческими помещениями расположенными под ними | 55 |
| Стены между квартирами (в том числе между квартирами и офисами). Стены между квартирами и лестничными клетками, холлами, коридорами, вестибюлями | 52 |
| Глухие (без дверей) перегородки между комнатами, кухней и комнатой | 43 |
| Перегородки между санузлом и комнатой одной квартиры | 47 |
| Входные двери квартир, выходящие на лестничные клетки, в вестибюли и коридоры | 32 |
Эти значения должны быть достигнуты застройщиком на стадии строительства здания и являются минимальными. Обычно при данных значениях комфортно проживать в квартире многоэтажного дома невозможно, но это обычно выясняется после заселения, по мере увеличения количества жильцов в доме.
Коэффициент дополнительной изоляции воздушного шума ΔRw
Индекс дополнительной изоляции шума ΔRw показывает, какую прибавку (разницу) в звукоизоляции можно получить, смонтировав звукоизоляционную оболочку поверх существующей стены, потолка или пола.
Эта характеристика является наиболее интересной при подборе решений для звукоизоляции существующих стен, а также пола и потолка. Она позволяет понять насколько эффективно работает конструкция и спрогнозировать полученный после звукоизоляции результат.
Например, рассмотрим газобетонную перегородку толщиной 200 мм имеющую индекс Rw 53 дБ. Смонтировав поверх нее каркасную звукоизоляционную конструкцию (мы не берем какое-то конкретное решения, а рассматриваем абстрактную ситуацию), мы получим суммарный индекс изоляции уже в 65 дБ. Следственно, зная исходные характеристики какой-либо конструкции и уровень звукоизоляции, который мы хотим добиться, мы можем подобрать подходящее решение.
Данное решение не является стандартным и разрабатывалось персонально под проект.
Следует учитывать несколько нюансов. Замеры Rw и ΔRw проводятся в лабораторных условиях, фактическая же ситуация на объекте может быть далекой от идеала. Например, имея перегородку толщиной в 1 кирпич и смонтированную оболочку на независимом каркасе (то есть довольно эффективное решение), но при этом проходящую вентиляционную трубу без глушителей и звукоизоляции, из соседнего помещения, требуемого результата мы не получим. Звук пойдет в полости трубы и ухудшит суммарный результат.
Например, ситуация из жизни. Сделана звукоизоляция стены, примыкающей к коридору и лифтовому холлу. До замены дешевой двери от застройщика через нее проникало значительное количество звука. Когда заказчик заменил дверь на более качественную, ситуация изменилась в лучшую сторону.
Индекс приведенного уровня ударного шума для плиты перекрытия Lnw
Характеристика отражающая количество звука, замеренное под плитой перекрытия при работе на ней стандартной ударной машины. То есть данная характеристика покажет сколько звука излучится от плиты перекрытия, чем Lnw выше, тем хуже звукоизолирующие показатели перекрытия. Источником может быть дождь бьющий по металлической крыше, топот, то есть любой тип ударного воздействия на плиту перекрытия.
Обратите внимание!
В отличие от Rw, чем выше значение которого, тем выше звукоизоляция. С Lnw ситуация полностью противоположная. Чем ниже Lnw, тем лучшие звукоизоляционные характеристики Вы получите.
Обратимся к тому же СНип СП 275.1325800.2016.
| Наименование помещения и расположение ограждающей конструкции | Требуемый индекс изоляции Lnw, дБ |
| Перекрытия между квартирами, а также отделяющие квартиры от лестниц, холлов, и эксплуатируемых чердачных помещений | 60 |
| Перекрытия между квартирами и коммерческими помещениями расположенными под ними | 60 |
| Перекрытия между комнатами на разных этажах двухуровневой квартиры | 63 |
| Перекрытия между музыкальными классами высших учебных заведений | 55 |
Как Вы можете заметить, при увеличении значимости помещений требуемое значение Lnw снижается. Так, например, имея двухуровневую квартиру по требованиям СНиП достаточно обеспечить уровень этого шума не выше 63 дБ. При этом для музыкальных классов, находящихся друг над другом требования будут выше, необходимо будет добиться прохождения не более 55 дБ звука.
Конечно эти требования вовсе не означают, что при их соблюдении в помещении будет комфортно находиться. 60 дБ шума достаточно много и в ночное время суток грохот от соседей такой громкости будет приносить значительные неудобства.
Ознакомиться со значениями изоляции Lnw стандартными плитами перекрытий, можно в таблице взятой из ГОСТ 26434-2015 «Плиты перекрытий железобетонные для жилых зданий»
| Наименование плиты перекрытия, плотность кг\м 3, толщина, тип | Lnw, дБ |
| Плиты однослойные 1П (плотность 1800-2500, толщина 120 мм) | 88-84 |
| Плиты однослойные 2П (плотность 2200-2500, толщина 160 мм) | 83-81 |
| 1ПК - плиты с круглыми пустотами диаметром 159 мм (плотность 2200-2500, толщина 220 мм) | 85-84 |
| 2ПК - плиты с круглыми пустотами диаметром 140 мм (плотность 2200-2500, толщина 220 мм) | 82-81 |
Для увеличения звукоизолирующих характеристик плиты перекрытия применяют два подхода, изоляция потолка и изоляция пола. Для ударного источника шума наиболее эффективно показывает себя монтаж звукоизолирующего материала со стороны источника этого шума, то есть для пола в помещении сверху, самыми популярными являются решения по типу «плавающий пол» под стяжку. Кстати для деревянных перекрытий нет возможности применять решения "плавающий пол", поэтому специально для них созданы различные легкие конструкции на пола на лагах.
Шумоизоляция потолка снизит количество шума, но менее эффективно. Так как зачастую источником возникновения данного шума является структурный или ударный шум. При изоляции потолка вы уменьшите излучение от него, но стены все также продолжат излучать структурный шум. Есть много нюансов связанных с этим, если дом монолитный, то несущие стены имея жесткую связь с потолком будут излучать больше шума, нежели если это стены из газоблока или кирпича.
Индекс улучшения изоляции приведенного ударного шума ΔLnw
Отражает улучшение (снижение) уровня шума под плитой перекрытия. Характеристика аналогичная ΔRw, с разницей лишь в том, что Lnw общий = Lnw перекрытия – ΔLnw.
Изучение индексов Lnw и ΔLnw перекрытий и конструкций для звукоизоляции проводится в лабораторных и полевых условиях. Методика проведения замеров чем-то похожа на замеры по воздушному шуму. Разница лишь в том, что источником грохота выступает ударная машина. Она представляет собой устройство устанавливаемое на плоскость пола над помещением, в котором производятся замеры, машина оснащена пятью молоточками цилиндрической формы массой по 500 грамм каждый. Молоточки производят удары, падая в свободном падении с заданной частотой, тем самым генерируя ударный шум. В помещении снизу при этом производятся замеры с помощью шумомера и на основе полученных данных вычисляются значения изоляции.
Перед изучением свойств материала вычисляется собственный индекс Lnw для перекрытия. После этого производится укладка мягкого звукоизолирующего материала поверх которого кладется бетонная плита с известными характеристиками и производятся повторные замеры. На основе этих данных и вычисляется ΔLnw, которую позволяет обеспечить материал. Зачастую чем толще материал, тем лучшие характеристики он показывает.
В качестве эффективной подложки под стяжку мы предлагаем вспененный многослойный материал DB-heavy-panel-10. Это упругий материал имеющий в своем составе плотную мембрану и два поглощающих слоя толщиной 5мм каждый. Листы материала укладываются под стяжку и позволяют уменьшить передачу колебаний на плиту перекрытия.
Что такое коэффициент звукопоглощения материала
Коэффициент звукопоглощения, характеристика показывающая какое количество звука и на какой частоте поглотится материалом. При этом, в отличие от ранее рассмотренных индексов изоляции, данная характеристика является относительной и измеряется в диапазоне от 0 до 1. Где нуль полное отражение звука, а 1 полное поглощение.
Существует 2 типа коэффициентов звукопоглощения, нормальный и реверберационный. Методика замера этих характеристик кардинально отличается друг от друга. Мы не будем разбирать эти методики в рамках данной статьи, так как это потребует значительного увеличения ее объема.
Звукопоглощающие материалы представляют собой полужесткие или мягкие плиты (иногда листы и рулоны) материала имеющие волокнистую пористую структуру. Звуковая волна попадая внутрь материала начинает хаотично двигаться в его массе и поглощается, как бы вязнет в волокнах материала, за счет чего не отражается обратно в помещение. Твердые и гладкие материалы работают наоборот, за счет отсутствия пор звуковая волна эффективно отражается от их поверхности, в качестве примера такого материала можно привести стекло.
Почему звукопоглощение имеет косвенное отношение к звукоизоляции
Звукоизоляция это сочетание звукоотражающих и звукопоглощающих материалов. В процессе монтажа системы звукоизоляции из гипсокартона важно также добиться увеличения веса конструкции, герметичности, снижения ее упругости. То есть используя только волокнистые звукопоглощающие материалы, такие как поролон волна, базальтовая \ минеральная вата в составе конструкции добиться высокой звукоизоляции невозможно. Звукопоглощающие материалы работают как одна из составляющих хорошей звукоизоляции, многие такие материалы хоть и имеют высокие коэффициенты поглощения шума, но при этом являются достаточно прозрачными для прохождения звуковых волн сквозь них.
Ошибочное мнение, что, если смонтировать фибролитовые плиты на поверхность стен или выклеить их поролоном (по типу волна или пирамидки) можно добиться улучшения ее звукоизолирующих способностей. Это не так, монтаж этих материалов способен лишь уменьшить количество переотраженного звука внутри помещения (эхо) и не даст звукоизолирующего эффекта. То же самое касается использования материалов Dinbarrier для этой цели. Вы можете ознакомиться с характеристиками звукопоглощения материала в таблице, но к высоким звукоизолирующим качествам это не имеет никакого отношения.
