звукоизоляция конструкций

Звукоизоляция конструкций дома, квартиры. Типичные ошибки

Звукоизоляция конструкций дома или квартиры всегда вызывала много споров и мнений.

Звукоизоляция дома или квартиры

Многое из того, что следовало бы отнести к знаниям, опыту в области устройства эффективной шумоизоляции стен, пола, потолка квартиры, на самом деле часто оказывается некомпетентностью. Традиционный подход большинства строителей к решению проблем устройства звукоизоляции стен, пола, перегородок дома или квартиры, коррекции акустики помещений основан не на расчете, а на практике, опыте, которые часто ограничивают или даже уменьшают суммарный акустический эффект.

Лучшие, успешные акустические проекты, как правило, лишены заблуждений, псевдонаучных заключений, их устройство направлено на обеспечение того, чтобы сделать вложенные деньги, усилия приносящими пользу, предсказуемые расчетом хорошие, эффективные результаты.

Типичные ошибки звукоизоляции помещений дома, квартиры

Ниже перечислены некоторые наиболее распространенные акустические мифы устройства шумоизоляции жилых помещений квартиры, стен, пола, потолка, с которыми мы постоянно сталкиваемся во время общения с нашими клиентами.

Миф № 1: Звукоизоляция, звукопоглощение это одно и то же

Факты: Звукопоглощение — снижение энергии отраженной звуковой волны при взаимодействии с преградой, например со стеной, перегородкой, полом, потолком дома, квартиры. Звукопоглощение осуществляется путем рассеивания энергии, ее перехода в тепло, возбуждения вибрации конструкций стен, пола или перегородок квартиры.

Звукопоглощение оценивают при расчетах по среднему показателю в диапазоне частот 250-4000 Гц, обозначают с помощью безразмерного коэффициента звукопоглощения. Этот коэффициент звукопоглащения может принимать при расчетах значение от 0 до 1 (чем ближе коэффициент к 1, тем соответственно выше звукопоглощение).

Звукоизоляция — снижение уровня звукового давления при прохождении волны сквозь преграду, стены, полы дома, квартиры.

Эффективность устройства шумоизоляции ограждающей конструкции стен, пола, потолка, перегородки дома или квартиры можно оценить если сделать расчет индекса звукоизоляции воздушного шума Rw (усредненный коэффициент для расчетов диапазона наиболее характерных для жилья частот — от 100 до 3000 Гц), а устройство эффективной шумоизоляции конструкции перекрытий дома или квартиры — расчетом индекса приведенного ударного шума под перекрытием Lnw.

Чем больше коэффициент Rw, меньше коэффициент Lnw, тем лучше звукоизоляция конструкции дома, квартиры. Еденица измерения коэффициентов шумоизоляции при расчетах дБ (децибел).

Совет: Для увеличения коэффициента звукоизоляции при устройстве конструкций стен, пола, потолка дома или квартиры рекомендуется совместное использование специальных эффективных звукопоглощающих материалов, увеличение массивности ограждающих конструкций стен, пола, потолка, перегородок. Необходимо сделать их хорошую акустическую развязку в местах устройства примыканий стен и полов квартиры.

Отделка жилых помещения дома или квартиры только звукопоглощающими материалами позволит сделать лишь незначительное увеличение коэффициента звукоизоляции стен между помещениями и это не самое дешевое решение.

Миф № 2: Чем больше значение индекса звукоизоляции воздушного шума Rw, тем выше звукоизоляция ограждения

Факты: Индекс звукоизоляции воздушного шума Rw стен, пола, потолка, деревянных перегородок дома, жилых помещений квартиры это интегральная характеристика, применяемая, чтобы сделать расчет шумоизоляции только в диапазоне частот 100-3000 Гц. Этот коэффициент рассчитан на оценку шумов помещения квартиры бытового происхождения (разговорная речь, радио, телевизор). Чем больше значение коэффициента шумоизоляции Rw, тем выше шумоизоляция стен, полов жилого дома или квартиры для звуков именно этого типа.

В процессе разработки методики расчета индекса звукоизоляции Rw не было учтено появление в современных жилых домах домашних кинотеатров, шумного инженерного оборудования (вентиляторы, кондиционеры, насосы).

Возможна ситуация, когда легкая деревянная каркасная стена или перегородка из ГКЛ имеет по расчету индекс шумоизоляции Rw выше, чем у кирпичной стены аналогичной толщины.

В этом случае дешевая каркасная стена или перегородка значительно лучше изолирует жилые помещения от звуков голоса, работающего телевизора, звонка телефона или будильника, но звук сабвуфера домашнего кинотеатра кирпичная стена или перегородка снизит лучше, более эффективно чем деревянная.

Совет: Перед тем как сделать возведение стен или перегородок жилых помещений дома проанализируйте частотные характеристики существующих или потенциальных источников шума. При выборе лучших, наиболее дешевых и эффективных вариантов шумоизоляции ограждающих конструкций перегородок, стен, полов, потолка рекомендуем сделать сравнение их коэффициентов звукоизоляции в треть-октавных полосах частот, а не индексов Rw.

Для хорошей, эффективной звукоизоляции низкочастотных источников шума в жилых помещениях (домашний кинотеатр, механическое оборудование) рекомендуется сделать ограждающие конструкции стен, перегородок, полов из плотных массивных материалов.

Миф № 3: Шумное инженерное оборудование может быть расположено в любой части здания, потому что всегда можно сделать его эффективную шумоизоляцию от жилых помещений специальными материалами и перегородками

Факты: Правильное расположение шумного инженерного оборудования является задачей первостепенной важности при разработке и расчете хорошего архитектурно-планировочного решения здания, мероприятий по созданию лучшей акустически комфортной среды помещений дома.

Хорошие звукоизолирующие конструкции стен, пола, потолка, перегородок, виброизоляционные материалы могут иметь очень высокую стоимость. Несмотря на это, применение звукоизоляционных технологий не всегда может снизить акустическое воздействие инженерного оборудования до нормативных значений коэффициентов шумоизоляции полученных при расчете индекса во всем звуковом диапазоне частот.

Совет: Шумное инженерное оборудование необходимо располагать на удалении от защищаемых помещений. Многие хорошие виброизоляционные материалы, технологии имеют ограничения по эффективности в зависимости от сочетания массогабаритных характеристик оборудования и строительных конструкций.

Многие типы инженерного оборудования обладают ярко выраженными низкочастотными характеристиками, сделать эффективную звукоизоляцию которых достаточно трудно.

Миф № 4: Окна с двухкамерным стеклопакетом (3 стекла) имеют лучшие звукоизоляционные характеристики по сравнению с окнами с однокамерным стеклопакетом (2 стекла)

Факты: Из-за акустической связи между стеклами окна, возникновения резонансных явлений тонких воздушных промежутков (обычно они составляют 8-10 мм) двухкамерные стеклопакеты, как правило, не обеспечивают лучшей звукоизоляции от транспортного, авиационного шума по сравнению с однокамерными стеклопакетами окна аналогичной ширины и суммарной толщиной стекол.

Совет: Для лучшего коэффициента звукоизоляции окна рекомендуется применять стеклопакеты максимально возможной ширины (не менее 36 мм), состоящие из двух массивных стекол, лучше разной толщины (например, 6 и 8 мм). Если сделать стеклопакет окна двухкамерный, то рекомендуется применять стекла разной толщины и воздушные промежутки разной ширины. Хорошая профильная система окна должна обеспечивать трехконтурное уплотнение створки по периметру окна. В реальных условиях хорошее качество притвора влияет на коэффициент звукоизоляции окна даже больше, чем формула стеклопакета.

Миф № 5: Применение матов из минеральной или стекловаты для каркасных перегородок достаточно чтобы обеспечить высокую эффективную звукоизоляцию между помещениями дома

Факты: Специальные звукопоглощающие плиты из акустической минеральной ваты обеспечивают увеличение коэффициента звукоизоляции гипсокартонных каркасных перегородок на величину 5-8 дБ. Применение в звукоизоляционных ограждающих конструкциях произвольных более дешевых утеплителей (пенопласта, пенополистирола) приводит к гораздо меньшему эффекту или вовсе не оказывает на коэффициент звукоизоляции никакого эффекта.

Совет: Для увеличения коэффициента звукоизоляции ограждающих конструкций настоятельно рекомендуется применять специальные плиты из хорошей акустической минеральной ваты из-за ее высоких показателей коэффициента звукопоглощения. Но акустическую минеральную вату необходимо применять в сочетании с эффективными звукоизоляционными методами, такими как устройство массивных, акустически развязанных ограждающих конструкций, использование специальных звукоизолирующих креплений.

Миф № 6: Звукоизоляцию между двумя помещениями квартиры можно всегда увеличить возведением деревянной перегородки с высоким значением индекса звукоизоляции

Факты: Звук распространяется из одного помещения деревянного дома в другое не только через разделяющую деревянную перегородку, но и по всем примыкающим строительным конструкциям, инженерным коммуникациям (перегородки, потолок, пол, окна, двери, воздуховоды, трубопроводы водоснабжения, отопления и канализации). Это явление называется косвенной передачей звука. Все строительные элементы требуют мероприятий по эффективной звукоизоляции.

Например, если сделать деревянную перегородку с хорошим индексом звукоизоляции Rw=60 дБ, а затем смонтировать в ней дешевую дверь без порога, то суммарный индекс звукоизоляции деревянного ограждения практически будет определяться звукоизоляцией деревянной двери и составлять не более Rw=20-25 дб. Тоже самое произойдет, если соединить оба изолируемых помещения общим вентиляционным каналом или воздуховодом, проложенным через звукоизоляционную деревянную перегородку.

Совет: При возведении строительных конструкций деревянных стен, пола, потолка квартиры необходимо обеспечивать баланс между их звукоизоляционными свойствами таким образом, чтобы каждый из каналов распространения звука имел приблизительно одинаковое влияние на суммарный индекс звукоизоляции. Особое внимание следует уделить воздуховодам системы вентиляции, окнам, дверям квартиры.

Миф № 7: Каркасные 3-слойные перегородки (ГКЛ+минплита+ГКЛ+минплита+ГКЛ) имеют более высокие звукоизоляционные характеристики по сравнению с обычными, 2-слойными (ГКЛ+минплита+ГКЛ) аналогичной толщины и массы

Факты: Интуитивно кажется, что чем больше чередующихся слоев гипсокартона и минеральной ваты, тем выше коэффициент звукоизоляции деревянного ограждения. На самом деле хорошая звукоизоляция деревянных каркасных или пустотелых гисокартонных перегородок зависит от массы (жесткости) материала облицовки, от толщины (звукопоглощающих свойств) воздушного промежутка между ними.

Различные ограждающие конструкции гипсокартонных перегородок на основе каркаса из деревянного бруса 50х100 мм изображены на рис.1 и расположены в порядке возрастания эффективной звукоизолирующей способности. В качестве исходной конструкции звукоизоляционной деревянной перегородки, смонтированной на двух независимых каркасах, рассмотрим поз.5.

Звукоизоляция различных ограждающих конструкций деревянных перегородок квартиры

Если внутри исходной деревянной перегородки квартиры (поз.5, рис.1) сделать один или два дополнительных слоя гипсокартона, мы разделим существующий воздушный промежуток на несколько более тонких сегментов (поз.4, поз.3, рис.1). Несмотря на увеличение поверхностной массы ограждающей гипсокартонной перегородки, уменьшение воздушных промежутков значительно снизит звукоизоляцию на низких частотах, что приведет к общему уменьшению значения индекса эффективной изоляции воздушного шума Rw ограждающей гипсокартонной конструкции.

Если же по одному дополнительному слою ГКЛ смонтировать на каждую наружную сторону деревянной перегородки (поз.6, рис.1), то звукоизоляция гипсокартонной перегородки значительно возрастет, при этом сама перегородка будет более дешевой.

Необходимо отметить, что при устройстве деревянных перегородок №3 и №6 использовалось одинаковое количество материалов. Таким образом, применение правильного технического решения при конструировании звукоизоляционных деревянных, гипсокартонных перегородок, оптимальное сочетание звукопоглощающих и общестроительных материалов имеет гораздо большее влияние на хороший конечный звукоизоляционный результат, чем простой выбор специальных акустических материалов.

Совет: Для увеличения коэффициента звукоизоляции гипсокартонных каркасных перегородок рекомендуется применять конструкции на независимых каркасах, двойные или даже тройные облицовки из ГКЛ, заполнять внутреннее пространство гипсокартонных каркасов специальным звукопоглощающим материалом, применять упругие прокладки между направляющими профилями и строительными конструкциями, тщательно герметизировать стыки гипсокартона.

Миф № 8: Пенопласт является дешевым, эффективным звукоизолирующим и звукопоглощающим материалом

Факт А: Пенопласт, пенополистирол выпускается в листах различной толщины и объемной плотности. Разные производители пенопласта и пенополистирола по-разному называют свою продукцию, но суть от этого не меняется – это вспененный пенополистирол.

Пенополистирол, пенопласт — это хороший теплоизолирующий материал, но к звукоизоляции воздушного шума пенополистирол или пенопласт не имеет никакого отношения.

Единственная конструкция, в которой применение пенопласта или пенополистирола может положительно повлиять на снижение шума, это его укладка под стяжку в конструкции плавающего пола. Да и то это касается снижения только ударного шума. При этом, эффективность слоя пенопласта или пенополистирола толщиной 40-50 мм под стяжкой пола не превышает эффективности большинства прокладочных звукоизоляционных материалов толщиной всего 3-5 мм.

Подавляющее число строителей рекомендует для увеличения звукоизоляции наклеивать листы пенопласта или пенополистирола на стены, пол или потолок и затем штукатурить.

На самом деле, такая звукоизоляционная конструкция из пенопласта или пенополистирола не увеличит, а в большинстве случаев даже уменьшит(!!!) звукоизоляцию ограждений гипсокартонных стен, пола или потолка.

Дело в том, что облицовка массивной стены, потолка или перекрытия дома слоем гипсокартона или штукатурки с использованием акустически жесткого материала, каким является пенополистирол или пенопласт, приводит к ухудшению звукоизоляции такой гипсокартонной двухслойной ограждающей конструкции.

Это связано с резонансными явлениями у пенопласта в области средних частот. Например, если такую облицовку из пенополистирола или пенопласта смонтировать с двух сторон тяжелой стены (рис. 3), то снижение звукоизоляции может быть катастрофическим!

В данном случае получается простая колебательная система (рис.2) “масса m1-пружина-масса m2-пружина-масса m1”, где: масса m1 – слой штукатурки, масса m2 – бетонная стена, пружина — слой пенопласта или пенополистирола.

Рис.2

Рис.3

Рис.4

Рис. 2, 3, 4 Ухудшение индекса изоляции воздушного шума стеной при монтаже дополнительной облицовки (штукатурка) на упругом слое (пенопласт).

а – без дополнительной облицовки стены пенопластом (индекс R’w=53 дБ);

б – с дополнительной облицовкой стены пенопластом (индекс R’w=42 дБ).

Как и любая колебательная система, данная конструкция стены имеет резонансную частоту Fo. В зависимости от толщины пенопласта, пенополистирола и штукатурки, резонансная частота данной ограждающей конструкции будет находиться в диапазоне частот 200-500 Гц, т.е. попадет в середину речевого диапазона. Вблизи резонансной частоты и будет наблюдаться провал индекса звукоизоляции пенопластом (рис.4), который может достигать величины 10-15 дБ!

Необходимо отметить, что к такому же плачевному результату может привести применение в подобной конструкции дома вместо пенопласта таких материалов, как пенополиэтилен, пенополипропилен и некоторых типов жестких полиуретанов, а вместо штукатурки листов гипсокартона.

Факт Б: Для того, чтобы материал имел хорошее звукопоглащение необходимо, чтобы он был пористым или волокнистым, т.е. продуваемым. Пенополистирол или пенопласт это непродуваемый материал с закрытой ячеистой структурой (с пузырьками воздуха внутри). Слой пенопласта, смонтированного на жесткой поверхности стены или перекрытия дома, обладает исчезающе малым коэффициентом звукопоглощения.

Совет: При устройстве дополнительных звукоизоляционных облицовок в качестве демпфирующего слоя рекомендуется применять акустически мягкие звукопоглощающие материалы, например, на основе тонкого базальтового волокна. Важно использовать специальные звукопоглощающие материалы, а не произвольные утеплители.

И наконец, наверное, самое главное заблуждение, разоблачение которого вытекает из всех, приведенных выше, фактов:

Миф № 9: Звукоизолировать помещение от воздушного шума можно, наклеив или закрепив на поверхности стен и потолка жилых помещений тонкие, но эффективные звукоизолирующие материалы

Факты: Основным фактором, разоблачающим этот миф, является наличие самой проблемы звукоизоляции жилых помещений. Если бы в природе существовали такие тонкие эффективные звукоизолирующие материалы, то проблема хорошей защиты от шума решалась бы еще на стадии проектирования зданий и сооружений и сводилась бы только к выбору внешнего вида и цены подобных материалов.

Выше говорилось о том, что для хорошей изоляции воздушного шума необходимо применение звукоизолирующих конструкций типа масса-упругость-масса, в которых между звукоотражающими слоями располагался бы слой акустически мягкого материала, достаточно толстого и имеющего высокие значения коэффициента звукопоглощения.

Выполнить все эти требования в пределах общей толщины конструкции 10-20 мм невозможно. Минимальная толщина хорошей звукоизоляционной конструкции, эффект от которой был бы очевидным и ощутимым, составляет примерно 40-50 мм.

Иногда специалисты приводят в пример технологии шумоизоляции кузовов автомобилей тонкими материалы. В этом случае работает совсем другой механизм шумоизоляции — вибродемпфирующий, эффективный только для тонких пластин (в случае с автомобилем – металлических).

Хороший вибродемпфирующий материал должен быть вязкоэластичным, обладать высокими внутренними потерями и иметь толщину больше, чем у изолируемой пластины. Ведь на самом деле, хотя автомобильная шумоизоляция имеет толщину всего 5-10 мм, это в 5-10 раз толще самого металла, из которого сделан кузов автомобиль.

Если в качестве изолируемой пластины представить межквартирную стену, то становится очевидным, что автомобильным методом вибродемпфирования звукоизолировать массивную и толстую кирпичную стену не удасться.

Совет: Выполнение звукоизоляционных работ в любом случае требует определенных потерь полезной площади и высоты помещений дома. Рекомендуется еще на этапе проектирования обратиться к специалисту-акустику, чтобы сделать эти потери минимальными и выбрать самый дешевый и наиболее эффективный вариант звукоизоляции вашего дома.

Заключение

В практике строительной акустики гораздо больше заблуждений, чем описано выше. Приведенные примеры помогут Вам избежать некоторых серьезных ошибок во время производства строительных или ремонтных работ в вашем доме, студии звукозаписи или домашнем кинотеатре. Эти примеры служат иллюстрацией того, что не стоит безоговорочно верить статьям по ремонту из глянцевых журналов или словам «опытного» строителя – «…А мы всегда так делаем…», которые не всегда основываются на научных акустических принципах.

Надежной гарантией правильного выполнения комплекса звукоизоляционных мероприятий, обеспечивающих максимальный акустический эффект в доме могут служить грамотно составленные инженером-акустиком рекомендации со схемами технических решений конструкций и отдельных узлов помещений.