Защита информации

Звукоизолирующая способность строительных ограждающих конструкций и их элементов

В общем виде звукоизоляция одностенной ограждающей конструкции определяется выражением:

3.6

Как видно из этого соотношения, звукоизолирующая способность ог­ раждающих конструкций зависит от поверхностной плотности ограждаю­ щей конструкции (m), коэффициента потерь в материале (n), угла падения звуковых волн (Q), плотности и скорости распространения звуковых волн в воздухе, частоты звуковых волн (со), а также частоты волнового совпаде­ ния (wc), которое зависит от плотности материала ограждения, толщины ограждения и жесткости ограждения.

Зависимость звукоизоляции ограждающих конструкций от значения поверхностной плотности “m” приведена в таблице 3.1. Как видно из дан­ ных, приведенных в этой таблице звукоизоляция ограждениями существен­ но зависит от частоты звукового сигнала и поверхностной плотности ог­ раждения. Приведенные данные позволяют определить возможные харак­ теристики акустической защищенности помещения.

Таблица 3.1

Звукоизоляция ограждениями, дБ

121

Продолжение таблицы 3.1

Существенное снижение звукоизоляции наблюдается также в области резонансных колебаний ограждающих конструкций. Величина первой соб­ ственной частоты зависит от большого числа факторов, в том числе и от

условий закрепления ограждающей конструкции	по	контуру.	Например,
для ограждающей конструкции, рассматриваемой	как	свободно	опираю­

щаяся по краям пластина, первая собственная частота определяется выра­ жением:

3.7

где /1u/2 - соответствующие размеры пластины; D - цилиндрическая жесткость ограждения.

Естественным требованием для акустической защиты является выпол­ нение условия, при котором верхняя частота защищаемого диапазона бу­ дет находиться в дорезонансной области (F <= 1/2fp).

В случае, когда величина звукоизоляции однослойной ограждающей конструкции не удовлетворяет требованиям защиты акустической инфор­ мации, решение пытаются найти в установке дополнительной ограждаю-

122

щей конструкции, как правило, значительно более легкой, чем основная несущая конструкция. Например, установкой плиты на относе из гипсокартона (рис. 3.2 и 3.3). В этом случае величина звукоизоляции для диапа­ зона звуковых частот может быть рассчитана по формуле:

3.8

и звукоизоляция двухслойной конструкции при этом соответствует звукоизоляции однослойной конструкции с суммарной поверхностной массой.

На средних и высоких частотах звукоизоляция двухстенной конст­ рукции равна сумме звукоизоляций отдельных стенок (J1. 69 ).

При решении задач по звукоизоляции выделенных помещений в ряде случаев целесообразна установка перед однослойным ограждением гибкой плиты. Дополнительная звукоизоляция при устройстве гибкой плиты на относе в диапазоне частот f >f0 составляет:

где	- частота собственных колебаний гибкой плиты

на упругом основании.

Для воздушного промежутка между стеной и плитой на относе:

S - коэффициент излучения плитой, n - число связей стены и плиты.

При линейных связях:

где	- граничная частота гибкой плиты

123

L - размер в направлении перпендикулярном линиям связи. При точечных связях:

где S - площадь стены.

При устройстве гибкой плиты на относе с двух сторон стены

звукоизоляция повысится на величину 2 R.

	Рис. 3.2. Звукоизоляция гипсокартонной
	плиты толщиной 9,5 мм (а);
	той же плиты, облицованной
Рис. 3.1. Звукоизоляция	минераловатной плитой
а - стальной пластины толщиной	с одной стороны (в) и с двух сторон (с).
1 мм; b - минераловатной плиты
RG=m кг/м3; 5=47 кН*с/м4;
с - минераловтной плиты,
соединенной жестко с тонким
стальным листом (1 мм);
К (45) - расчетная кривая.

Рис. 3.3. Улучшение звукоизоля­ ции оштукатуренной с двух сторон стены из пемзолитовых блоков при установке с одной ее стороны слоя из минеральной ваты с гипсокартонной плитой.

124

Приведенные	в таблице 3.1 характеристики строительных ограждаю­
щих конструкций	показывают, что нормам на звукоизоляцию ограждаю­

щих конструкций выделенных помещений удовлетворяют однородные ог­ раждающие конструкции с поверхностной плотностью не менее 250-300 кг/м.

Поэтому при проектировании новых выделенных помещений и при рекон­ струкции помещений не удовлетворяющих нормативным требованиям по результатам проверки поверхностная плотность основных ограждающих конструкций должна быть не менее 250-300 кг/м. При этом необходимо от­ метить, что существенное влияние на звукоизоляцию ограждающих конст­ рукций оказывает наличие в них щелей или отверстий. При этом большое значение имеет дифракция звуковых волн на границах отверстий и щелей и резонансные колебания объема воздуха в отверстиях или щелях. В об­ щем случае звукоизоляция ограждения с щелью или отверстием определя­ ется по формуле:

3.9

где Rо и Rщ - звукоизоляция ограждения и щели (определяется по 3.8); Sc и Sщ- площадь ограждения и щели.

При этом влияние отверстий и щелей тем больше, чем выше звукоизо­ ляция ограждающей конструкции.

Звукоизолирующая способность перекрытий (пол, потолок) зависит от их конструкции, толщины используемой железобетонной плиты, ее кон­ струкции (сплошная, многопустотная), количества изолирующих слоев и материала.

На рис. 3.3. и 3.4 показаны изолирующие характеристики различных типов перекрытий.

Характеристики звукоизоляции ряда конструкций перекрытий приве­ дены в таблице 3.2.

125

Таблица 3.2

Звукоизоляция перекрытиями

Вид перекрытия	Конструкция			Частота октавных полос
				Величина затухания
			125	250	500	1000	2000	4000
1. Железобетонные	Цементная стяжка тол­
сплошные перекрытия	щиной 40 мм; древесно­
	волокнистая плита
	12,5 мм; железобетонная
	плита 120 мм		35	46	53	55	56	60
2. Железобетонное	- Цементная стяжка 40 мм	;
перекрытие	древесно-волокнистая
	плита 12,5 мм; желез­
	обетонная плита 140 мм		37	46	57	65	67	67
3. Железобетонное	Цементная стяжка 40 мм	;
многопустотное перек­	древесно-волокнистая
рытие с плавающим	плита 12,5 мм; предвари	­
полом	тельно напряженная
	железобетонная много­
	пустотная плита 160 мм		38	44	50	57	63	65
4. Железобетонное	Цементная стяжка 40 мм	;
многопустотное пере­	минераловатная плита
крытие с плавающим	30 мм; предварительно
полом и прокладкой из	напряженная железо­
минеральной ваты	бетонная многопустот­
	ная плита 160 мм		38	43	53	62	73	73
5. Железобетонное	Цементная стяжка 40 мм	;
многопустотное пере­	минераловатная плита
крытие с плавающим	30 мм; цементная стяжка
полом	20 мм; железобетонная
	многопустотная плита
	толщиной 220 мм		38	46	58	70	74	76

126

Рис.3.4а. Изоляция железобетонного перекрытия.

а - конструкция перекрытия с полом; б - измерения в лаборатории безобходных путей; 1 - цементная стяжка на водоизоляционном слое, толщина 40 мм;

2 - древесно-волокнистая плита g = 300 кг/м3, s » 75 МН/м3, толщина 12,5 мм; 3 - железобетонная плита, толщина 140 мм.

Рис.3.4б. Изоляция железобетонного многопустотного перекрытия

сплавающим полом.

а- конструкция перекрытия с полом; б - измерения в лаборатории без обходных путей; 1 - цементная стяжка на водоизоляционном слое, толщина 40 мм;

2 - древесно-волокнистая плита g = 300 кг/м3, s » 75 МН/м3, толщина 12,5 мм; 3 - предварительно напряженная железобетонная многопустотная плита,

толщина 160 мм.

Звукоизолирующая способность дверей

Двери являются одним из наиболее слабых звукоизолирующих элемен­ тов ограждающих конструкций выделенных помещений. Это определяется существенно меньшими по сравнению с основными ограждающими конст­ рукциями поверхностными плотностями дверей и наличием трудноуплотняемых зазоров и щелей в притворах дверей. Результаты измерений звуко­ изоляции дверей, применяемых в жилых и общественных зданиях по ГОСТ- 6629-74, приведенные в (Л. 32,62), показывают, что стандартные двери не Удовлетворяют требованиям по звукоизоляции выделенных помещений. В

127

таблице 3.3 приведены примеры повышения звукоизоляции дверей путем применения дополнительных уплотняющих прокладок по периметру при­ твора некоторых дверей.

Как видно из таблицы 3.3, применение уплотняющих прокладок по­ вышает звукоизоляцию дверей, однако необходимо учитывать, что со вре­ менем, в результате обжатия, износа и затвердения резиновых прокладок, звукоизоляция существенно снижается. В таблице 3.4 приведены результа­ ты измерений звукоизоляции специально проектируемых дверей с повы­ шенной звукоизоляцией.

Анализ приведенных результатов измерений звукоизоляции дверей показывает, что одинарные стандартные двери не могут быть использова­ ны при проектировании и строительстве выделенных помещений. В выде­ ленных помещениях необходимо применять либо специально разработан­ ные звукоизолирующие двери, либо двойные двери с тамбуром. При этом целесообразно применять утяжеленные двери, обивать двери обивочными материалами со слоями ваты или войлока, использовать дополнительные уплотнительные прокладки, герметизирующие наплывы, валики и т.п. При организации тамбурной системы дверей необходимо уплотнить щели над полом при беспороговой системе дверей. Целесообразна облицовка внут­ ренних поверхностей тамбура звукопоглощающими покрытиями.

Таблица 3.3

Звукоизоляция дверями, дБ

128

Таблица 3.4

Звукоизоляция специальными дверями, дБ

Конструкция дверей			Звукоизоляция в октавных полосах частот
		63		125	250	500	1000	2000	4000		8000
Дверь, изолирующая, облегченная		14		18	30	39	42	45	42		45
То же, двойная с зазором > 200 мм		16		25	42	55	58	60	60		60
Дверь звукоизолирующая тяжелая		22		24	36	45	51	50	49		56
То же, двойная с зазором > 300 мм		26		34	46	60	65	65	65		65
Двери тяжелые, двойные с облицовкой		30		45	58	65	70	70	70		70
тамбура

Звукоизолирующая способность окон

Окна, занимающие по условиям освещенности достаточно большие площади ограждающих конструкций помещений, являются, также как и двери, наиболее слабыми элементами с точки зрения звукоизолирующей способности. В таблице 3.5 приведены данные по звукоизоляции наиболее распространенных вариантов остекления помещений.

Приведенные в таблице данные, с учетом уплотнения притвора окон, показывают, что одинарное остекление не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к звукоизоляции ограждающих конструкций выделенных помещений. Не удовлетворяет этим требованиям также целый ряд стандар­ тных окон с двойным остеклением. Требованиям для выделенных помеще­ ний удовлетворяют окна с остеклением в раздельных переплетах с шири­ ной воздушного промежутка более 200 мм или тройное комбинированное остекление (рис. 3.5, 3.6). Необходимо отметить, что увеличение числа сте­ кол не всегда приводит к увеличению звукоизоляции в диапазоне частот речевого сигнала вследствие резонансных явлений в воздушных промежут­ ках и эффекта волнового совпадения.

На рис. 3.5 и 3.6 приведены данные по звукоизоляции окон различной конструкции с различными промежутками между стеклами (спаренное с тройным остеклением и раздельно-спаренное с тройным остеклением).

В настоящее время разработаны конструкции окон с повышенным зву­ копоглощением на основе стеклопакетов с герметизацией воздушного про­ межутка и с заполнением промежутка между стеклами различными газовы­ ми смесями. Стеклопакеты устанавливаются в различных по материалам Переплетах. Повышение звукоизоляции до 5 дБ наблюдается при облицов-

129

ке межстекольного пространства по периметру звукопоглощающим покры­ тием.

Существенное значение имеет качество прилегания створок окон по периметру окна. На рис.3.7 показаны экспериментальные данные звукоизо­ ляции окна со спаренными створками без прокладок, с одной и двумя про­ кладками и с герметизацией притвора. Разница в звукоизоляции достигает в диапазоне речевого сигнала 10-30 дБ.

Средняя звукоизолирующая способность ограждающих конструкций, двери и окна может определяться по формуле:

где Rk - звукоизолирующая способность отдельных элементов ограж­ дающей конструкции.

Однако необходимо учитывать, что средняя звукоизоляция огражда­ ющих конструкций не отражает специфики защиты выделенных помеще­ ний, и в общем случае звукоизоляция ограждающей конструкции, содер­ жащей несколько элементов, должна оцениваться звукоизоляцией наибо­ лее слабого элемента.

Рис. 3.5. Звукоизоляция окон.

1 - спаренные с тройным остеклением;

2 - спаренные с двойным остеклением 6 + 3 мм; 3 - раздельно-спаренные с тройным остеклением d = 45 мм;

4 - то же, d = 106 мм.

Рис. 3.6. Звукоизоляция окна с раздельными створками.

1 - стекла 3 + 3 мм; 2 - стекла

6 + 3 мм; 3 - стекла 4+ 4 мм.

130