4.4. Распространение шума в зданиях

Шумы, распространяющиеся в зданиях, подразделяются на воздушные и ударные (корпусные).

При воздушной передаче шума источник звука приводит в колебательное движение частицы воздуха, которые сообщают периодические колебания стене или перекрытию, заставляя частицы материала ограждений колебаться, что в свою очередь приводит частицы воздуха в соседнем помещении в колебательное движение. Это создает воздушный шум в соседнем помещении (рис. 4.6, а).

При механическом (ударном) воздействии на перекрытие последнее приводится в колебательное движение (изгибные колебания) и передает колебательное движение частицам воздуха над перекрытием и под ним. Кроме того, колебания передаются лежащим сверху и снизу частям стен и воспринимаются в виде воздушного шума в соседних помещениях (рис.4.6, б).

Пути передачи шума в изолированное помещение (рис. 4.7) могут быть прямыми (1 и 2) и косвенными, т.е. обходными (3 и 4). Такая передача объясняется тем, что колебания, вызванные воздушным или ударным шумом, распространяются по конструкциям всего здания.

а) б)

Рис. 4.6. Виды передачи шума: а- воздушного; б- ударного

Воздушный шум, достигая стен, перегородок и перекрытий, может преобразоваться в корпусный (т.е. распространяющийся в твердых телах) и затем снова в воздушный. Этот процесс всегда происходит при значительной потере звуковой энергии, что способствует ограничению зон распространения шума.

Ударный шум распространяется по перекрытиям и стенам на значительно большие расстояния, чем воздушный, но и он тоже постепенно затухает. Интенсивность затухания ударного шума зависит от степени однородности материала, его модуля упругости и от количества участков сопряжения элементов конструкции друг с другом.

Рис. 4.7. Распространение шума в зданиях

В железобетоне и металлах интенсивность затухания ударного шума невелика, так как эти материалы однородны, в то же время в кирпичной кладке затихание ударного шума протекает быстрее вследствие значительной неоднородности конструкции (кирпич и раствор в швах).

4.5. Звукоизоляция помещений от воздушного и ударного шума

Звукоизоляция помещений от воздушного и ударного шума осуществляется с помощью ограждающих конструкций, которые характеризуются свойством ослаблять уровень звукового давления шума при его воздействии на ограждение. Сущность звукоизоляции состоит в том, что большая часть подающей на него звуковой энергии отражается и лишь незначительная ее часть (1/1000 и менее) проникает через него.

Проблема звукоизоляции в зданиях в настоящее время является особенно острой, поскольку на смену старых массивных конструкций, надежно изолирующих помещения от шума, пришли легкие сборные конструкции. Применяя легкие конструкции гораздо труднее достичь хорошей звукоизоляции в сравнении с тяжелыми ограждениями, так как чем больше поверхностная плотность ограждающей конструкцией, тем лучше звукоизоляция.

Звукоизоляция ограждений зависит также от частоты изолируемого звука. Звуки низкой частоты легче проникают через ограждение, высокой - труднее. Это объясняется тем, что низкие частоты оказывают на ограждение звуковое давление медленно, которое способно раскачать и привести ограждающую конструкцию в колебательное движение. Высокие частоты оказывают кратковременное давление на ограждение, которое не способно преодолеть инерцию ограждающей конструкции и привести ее в колебание, поэтому под воздействием низких частот ограждение будет передавать в соседнее помещение больше звуковой энергии, чем под воздействием высоких частот и, следовательно, звукоизоляция ограждения с ростом частоты действующих на него звуковых волн увеличивается.

Ввиду того, что значительная часть звуковой энергии обычных шумов, возникающих в здании, находится в области сравнительно низких частот, при исследовании звукоизоляции ограждающих конструкций пользуются частотной характеристикой в пределах от 100 до 3150 Гц.

С точки зрения строительной акустики, ограждающие конструкции подразделяются на однослойные, колеблющиеся как одно целое, и многослойные, способные колебаться с разными для каждого слоя амплитудами.

Акустически однородные однослойные ограждения могут состоять из однородного строительного материала или нескольких слоев различных, но по своим технико-акустическим свойствам родственных строительных материалов, жестко связанных между собой по всей поверхности (например, слой каменной кладки и слой штукатурки, или железобетонная плита перекрытия и выполненная по ней выравнивающая стяжка), а так же имеющие небольшие пустоты.

Многослойные ограждения состоят из слоев, не имеющих друг с другом жесткой связи. Между слоями может быть воздушный промежуток или могут располагаться мягкие изоляционные слои. К многослойным конструкциям относятся стены с гибкими плитами на относе, раздельные (двойные) конструкции, междуэтажные перекрытия со звукоизолирующим слоем и др.

Расчетные индексы изоляции воздушного шума ограждающих конструкций R_w, приведенного уровня ударного шума для перекрытия L_nw, а также величину звукоизоляции окна R_Атран определяют путем сопоставления измеренных или вычисленных частотных характеристик для вышеуказанных ограждений с соответствующей нормативной кривой построенной по значениям табл. 4.4.

Таблица 4.4

Значения частотных характеристик в нормируемом диапазоне октавных частот

№ п.п	Наименование показателя	Среднегеометрические частоты 1/3- октавных полос, Гц
		100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
1	Изоляция воздушного шума Rw, дБ	33	36	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56	56
2	Приведенный уровень ударного шума Lnw, дБ	62	62	62	62	62	62	61	60	59	58	57	54	51	48	45	42
3	Скорректиро- ванный уровень звукового давления эталонного спектра Li, дБ	55	55	57	59	60	61	62	63	64	66	67	66	65	64	62	60

При отсутствии измеренной или рассчитанной частотной характеристики индекс приведенного ударного шума под перекрытием определяется по соответствующим таблицам СП 23-103-03 в зависимости от принятого конструктивного решения перекрытия без построения частной характеристики.