- •2. В стенах и перегородках:
- •1. Пористые
- •(Размеры а и h выбираются в соответствии с акустическими требованиями и резонансной частотой колебаний)
- •3. Звукопоглощающие конструкции с перфорированным слоем
- •Гельмгольца
- •4. Объемные дифракционные поглотители ( штучные и кулисные)
- •Шедовым покрытием (каркас из однопролетных гибких нитей)
Лекция 2
Основы звукоизоляции конструкций зданий.
Звукопоглощающие материалы
Под шумом в широком смысле слова понимают звуки, нарушающие тишину и мешающие восприятию звуковых сигналов.
По своему характеру шумы бывают:
1) длительными с постоянным узким диапазоном спектра (гудение электромотора);
2) длительными с широким диапазоном (уличный шум, образуется из разнообразия элементарных шумов – шумовой фон);
3) эпизодическими, характеризующимися узким спектром, высоким уровнем и малой длительностью (гудки паровоза, автомашины и т.п.).
По спектральному составу шумы разделяются на:
низкочастотные f ≤ 300 Гц;
среднечастотные 300 ÷ 800 Гц;
высокочастотные > 800 Гц.
Причина шума в здании:
от внутренних источников – инженерное и санитарно-техническое оборудование, громкая музыка, танцы, удары инструментом и т.п.;
от внешних источников – транспорт, шум от предприятий, игра детей на улице и т.п.
Шумы от внутренних источников бывают:
воздушные – возникают от источника, не связанного с конструкциями (например громкоговоритель, пение, плач ребенка и др.) – передача звуковой энергии происходит в воздухе (1 на рисунке 1)и в результате колебания конструкций, разделяющих два помещения ( 1/ на рисунке 1);
ударные – возникают при ударах по междуэтажным конструкциям (удар молотка, танцы, прыжки, падение инструмента и т.п.- 2 на рисунке 1) – передача энергии происходит через колебание конструкций;
структурные – возникают при вибрации механизмов и при жестком соединении конструкции с каким-либо механизмом: насосы, вентиляционные и лифтовые установки (3 на рисунке 1) – может передаваться по конструкциям на большие расстояния.
Рисунок 1 Пути передачи шума
1,2,3 – прямые; 4 – косвенные в соседние помещения с источником шума;
5 – косвенные в удаленные от источника шума помещения
Устранение шума
К основным методам ограничения распространения шума, относятся:
соответствующая внешняя и внутренняя планировка
Необходимо чтобы все помещения, связанные с возникновением шума были сосредоточены в одном месте и удалены от жилых и рабочих помещений. Например: 1) лестницы, лифты, мусоропровод, вентиляционные камеры должны компактно располагать в лестнично-лифтовом узле 2) кухни, санузлы внутри квартиры должны располагаться компактно
устройство надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций
обеспечение звукопоглощения звуковой энергии вдоль путей ее распространения;
Устройство звукопоглощающих облицовок во многих помещениях общественных зданий:- в учебных, спортивных, зрелищных и иных зданиях для создания наилучших акустических условий восприятия речи и музыки
надлежащий выбор оборудования и виброизоляции колебаний технического оборудования.
Применение глушителей, кожухов, амортизаторов и т.п.: в специальных конструкциях глушителей шума;- для облицовки выгородок, экранов и кожухов около источников шума
Звукоизоляция ограждающих конструкций.
1. В междуэтажных перекрытиях:
1) Применением акустических междуэтажных перекрытий (рис. 2 и рис.3);
Рисунок 2 Акустические схемы междуэтажных перекрытий
а – тип «плавающего пола на сплошной упругой прокладке: 1 – паркет-специал; 2 – стяжка бетонная или шлакобетонная; 3 – упругая прокладка; 4 – несущая плита перекрытия;
б – тип раздельного перекрытия: 1 – линолиум с войлочной прокладкой; 2 – верхняя несущая железобетонная плита; 3 – упругая прокладка по всему периметру пола; 4 – нижняя потолочная железобетонная плита; 5 – плинтус деревянный; 6 – цементная заделка сопряжений;
в – тип подвесного потолка на металлических амортизаторах-пружинах:
1 – несущая плита перекрытия; 2 – металлический тяж с пружинным аморти-затором; 3 – пористая плита-поглотитель; 4 – плита потолка, опирающаяся на двутаврик; 5 – двутаврики металлические
Рисунок 3 Подвесные потолки из плит" Акмигран" или минераловатных плит
а - с каркасом из стальных профилей; б - с каркасом из П-образных стальных профилей; в - с каркасом из двутавровых алюминиевых профилей; г - со стальным каркасом в двух уровнях: 1 - направляющий или второстепенный профиль каркаса;
2 - лицевые элементы(звукопоглощающие плиты); 3 - проволочная подвеска; 4 - дюбель; 5 – главный профиль каркаса; 6 – профиль-шпонка; 7 – соединительный элемент профилей каркаса
2) Применением рекомендуемых спряжений стыков между перекрытиями и перекрытия со стенами (рис.4 и рис. 5 );
Рисунок 4 Примыкание пола на звукоизоляционной прокладке к стене
1 – плита перекрытия; 2 – стена;
3 – плита стяжка; 4 – покрытие пола;
5 – дощатый пол; 6 – упругие про-кладки; 7,8 - плинтусы
Рисунок 5 Рекомендуемые решения сопряжения между элементами зданий
а - заделка торцов пустот в плитах перекрытий; б - неправильное расположение упругой прокладки, которое сводит на нет ее звукоизолирующий эффект; в - рекомендуемое решение сопряжения стены с перекрытием; г - рекомендуемое сопряжение перегородки с перекрытием: 1 - чистый пол; 2 - стяжка бетонная; 3 - плинтус; 4 - упругая прокладка; 5 - штукатурка
2. В стенах и перегородках:
Двойные стены обычно проектируют с жесткой связью между элементами по контуру ограждения ( по периметру или в отдельных точках) с толщиной промежутка между элементами не менее 4 см – для увеличения звукоизоляции двойных стен при заданной конструкции их элементов принимают следующие конструктивные меры:
- увеличение промежутка между элементами двойной стены;
- устранение жесткой связи между элементами двойной стены, а также между конструкциями, примыкающими к ним со стороны изолируемых помещений.
В конструкциях каркасно-обшивочных перегородок следует предусматривать точечное крепление листов обшивки к каркасу с шагом не менее 300 мм. Если применяются два слоя обшивки, то они не должны быть склеены между собой.
***
Звукопоглощение. Звукопоглощающие материалы и конструкции
Существуют поглотители:
с интенсивным звуковым поглощением в широком диапазоне частот – широкополостные;
с интенсивным звуковым поглощением в узком диапазоне частот –узкополостные.
Основными показателями, характеризующими звукопоглощающие материалы, являются:
коэффициент звукопоглощения
сопротивление продуванию потока воздуха.
Коэффициент звукопоглощения α определяется отношением поглощенной звуковой энергии к падающей
α = Е погл / Е пад = (Е пад – Е отр) / Е отр , где
Епогл - поглощенная звуковая энергия определяется по разности падающей Е пад и отраженной Е отр звуковой энергии.
Обычные строительные материалы – стекло, бетон, кирпич, штукатурка и т.п. в общем случае имеют ничтожно малые коэффициенты звукопоглощения (чаще всего в диапазоне 0,01-0.05), т.е. практически полностью отражают падающие звуковые волны (применяются при проектирование акустики залов в качестве звукоотражающих экранов различного типа).
Звукопоглощающими следует называть те конструкции и материалы, у которых коэффициент звукопоглощения α больше 0,2.
Виды звукоизоляционных материалов
Плоскостные:
пористые – интенсивно поглощающие звуки высоких частот;
колебательные панели – обладающие наибольшим звукопоглощением в диапазоне низких частот;
конструкции с перфорированным слоем – звукопоглощающие свойства предопределяются расчетом и проектированием;
Объемные:
штучные дифракционные поглотители.
1. Пористые
В виде панелей. Звукопоглощение пористых материалов обусловлено:
вязким трением при движении воздуха в узких каналах и порах;
внутренним трением при деформации скелета материала;
теплообменом между воздухом в порах и скелете .
Изготавливают в виде плит, которые крепят
1) непосредственно к поверхности,
2) на откосе – на расстоянии обычно 50-100 м.
Могут быть двух видов по материалу:
- Зернистый пористый материал (минеральная крошка, пемза, каолин).
- Волокнистые пористые материалы (древесное волокно, стеклянное или капроновое волокно, асбест, минеральная вата. на битуме, смоле, цементе).
Коэффициент звукопоглощения большинства пористых материалов хорошо работает на средних и высоких частотах и составляет 0,4 ÷ 0, 6.
К пористым материалам также относится драпировка и ковры – применяют при улучшении звукопоглощения в зрительных залах.)
Схемы применяемы плоских звукопоглощающих конструкций различно типа и их частотные характеристики показаны на рис. 6.
Рисунок 6 Схемы звукопоглощающих конструкций и их частотные характеристики
а – открытый проем; б – бетон, кирпич, штукатурка; в – пористый поглотитель вплотную; г – пористый поглотитель на откосе; д – пористый поглотитель вплот-ную с перфорированным покрытием; е,ж,з – резонансные звукопоглотители; и – многослойный резонансный звукопоглотитель: 1 – с воздушным промежутком, 2 – без воздушного промежутка.
а-звукопоглащение
f-частота звука
2.Резонирующие, колеблющиеся под воздействием звуковых волн панели.
Конструкция состоит из плотного гибкого листа (обычно фанерного), шарнирно закрепленного на деревянном или металлическом каркасе с воздушной прослойкой между листом и стеной (потолком) (рис.7).
Гибкий лист из плотного материала действует как масса, а воздушная прослойка за ней – как пружина.
Максимальное звукопоглощение таких конструкций наблюдается на резонансной частоте fо, смещенной в область достаточно низких частот (до 300 Гц). При определенной жесткости панели и ее размерах можно получить достаточно высокий коэффициент звукопоглощения и на средних и высоких частотах. Для повышении коэффициента звукопоглощения также можно 1) заполнять воздушную прослойку матом из минераловатного волокна, обернутого в мешковину; 2) вводить упругие прокладки по периметру сопряжения листа с каркасом.
Рисунок 7 Конструктивное решение звукопоглощающих деревянных панелей
а – разрез и план; б – узел соединения (сопряжения): 1 – шарнирные сопряжения листа с каркасом; 2 – шайба; 3 – обвязка (25х10 мм); 4 – фанера толщиной не более 10 мм; 5 – звукопоглощающий мат толщиной 50 мм
По сравнению с пористыми поглотителями резонирующие имеют преимущества:
1) долговечнось;
2) гигиеничность;
3) устойчивость против механических воздействий.
Их используют при коррекции частотных характеристик реверберации в радиовещательных, кино- и телестудиях, а также в зрительных залах.
Различного вида резонирующие панели приводятся на рис. 8. Некоторые из них обладают не только значительным звукопоглощением в диапазоне низких частот, но и звукорассеивающим действием.
Рисунок 8 Архитектурные типы звукопоглощающих деревянных панелей