Звукоизоляция. Мифы и их разоблачения.
В последнее время люди всё чаще задумываются о звукоизоляции помещений. При устройстве звукоизоляционных конструкций люди руководствуются своим личным опытом в области строительства или советами продавцов-консультантов в магазине, которые утверждают, что тот или иной материал избавит от шума.
Но не будем себя обманывать. Ведь технология устройства звукоизоляционных конструкций отличается от устройства других строительных конструкций (например, конструкций утепления). При этом продавцы-консультанты, не являясь специалистами в области акустики, как показывает практика, советуют только те материалы, которые есть в наличии.
В связи с этим в данной статье хотелось бы рассказать о наиболее распространённых ошибках, которые допускаются при выполнении звукоизоляционных конструкций.
Миф 1. Звукоизоляция и звукопоглощение – это одно и то же.
Согласно нашей статистике большинство людей не знают разницы между определениями «звукоизоляция» и «звукопоглощение». А ведь знание разницы в этих понятиях поможет сэкономить ваши деньги и выявить неграмотных строителей или консультантов.
Давайте попробуем разобраться с этими двумя понятиями. Звукоизоляция - снижение уровня звукового давления при прохождении звуковой волны сквозь стены, полы и перекрытия квартиры, офиса. Эффективность звукоизоляции конструкций стен, пола и потолка оценивается путём расчёта индекса звукоизоляции воздушного шума Rw (усредненный коэффициент для расчетов диапазона наиболее характерных для жилья частот - от 100 до 3000 Гц), а эффективность звукоизоляции конструкций перекрытий дома, квартиры или офиса – расчётом индекса приведенного ударного шума под перекрытием Lnw. Чем больше коэффициент Rw, меньше коэффициент Lnw, тем лучше звукоизоляция конструкций дома, квартиры. При расчётах, единица измерения шумоизоляции – дБ (децибел).
Другими словами суть звукоизоляции состоит в том, чтобы уменьшить долю прошедшей звуковой волны через звукоизоляционную конструкцию. Например, не «выпускать» звук из шумоизолируемого помещения, или наоборот изолировать помещение от посторонних шумов. Звукопоглощение - снижение энергии отраженной звуковой волны при взаимодействии с преградой, например со стеной, перегородкой, полом, потолком дома, квартиры. Звукопоглощение оценивают при расчетах по среднему показателю в диапазоне частот 125-4000 Гц, обозначают с помощью безразмерного коэффициента звукопоглощения. Этот коэффициент звукопоглощения может принимать при расчетах значение от 0 до 1 (чем ближе коэффициент к 1, тем соответственно выше звукопоглощение).
Если сказать проще, то звукопоглощение снижает отражение звуковой волны от поверхностей стен, потолка и пола, т.е. в помещении пропадает эффект эха. Суть звукопоглощения можно понять на простом примере. Если мы заходим в пустую комнату и начинаем говорить, то испытываем некий дискомфорт и слышим эхо. При занавешивании данной комнаты коврами эхо пропадает (ковры поглощают звуковые волны).
Из вышенаписанного можно сделать вывод, что звукопоглощающие материалы не являются звукоизоляционными.
Миф 2. Минеральная вата (плиты из минеральной ваты) являются звукоизоляционным материалом.
Очень часто люди думают, что плиты из минеральной ваты являются эффективным звукоизоляционным материалом. Виной этому заполонившие интернет объявления и продавцы-консультанты, говорящие, что данная продукция снизит шум на 40-60 дБ (децибел).
Попробуем разобраться так ли это.
Во-первых: Плиты из минеральной ваты являются не звукоизоляционными материалами, а звукопоглощающими. Плиты имеют открытую пористую структуру, которая позволяет рассеивать энергию звука, переводя её в тепловую.
Во-вторых: Конечно, плиты из минеральной ваты поглощают звук, и так как они частично уменьшают энергию звука, то они уменьшают и энергию волны, проходящей через них. Однако для того чтобы получить хоть какое-то затухание, толщина поглощающего материала должна быть сравнима с длиной звуковой волны. Так как на практике часто приходится иметь дело со звуковыми волнами длиной в несколько метров, то использование поглощающих материалов в чистом виде в качестве звукоизоляторов не дает никакого эффекта.
Также не надо забывать, что плиты из минеральной ваты используются в качестве заполнителя в звукоизоляционных конструкциях. В таком случае они должны удовлетворять следующим требованиям: иметь открытую пористую структуру, обладать плотностью от 25 до 180 кг/м3, иметь акустический сертификат (большинство предлагаемых на рынке минеральных плит данным требованиям не отвечают).
Миф 3. Пенопласт и вспененный пенополистирол являются дешёвыми и эффективными звукопоглощающими и звукоизоляционными материалами.
Сегодня строительный рынок предлагает большое количество различной продукции из вспененного пенополистирола. В большинстве случаев в описании данных материалов сказано: эффективный теплоизоляционный и звукоизоляционный материал. Первое утверждение не будем оспаривать, т.к. эти материалы действительно являются хорошими теплоизоляторами, однако к звукоизоляции данные материалы никакого отношения не имеют.
Единственная конструкция, где применение вспененного пенополистирола может положительно повлиять на снижение шума, это укладка его под стяжку в конструкции плавающего пола. И то это касается снижения только ударного шума. Но при этом эффективность слоя пенопласта или пенополистирола толщиной 50 мм под стяжкой пола сравнима с эффективностью большинства прокладочных звукоизоляционных материалов толщиной 3-5 мм.
Попробуем во всем разобраться. При возведении перегородок из ГКЛ на металлическом каркасе 90% людей заполняют внутреннее пространство различными матами. Известно, что заполнение каркасной конструкции звукопоглощающими матами на основе стекловолокна увеличивает звукоизоляцию воздушного шума на 4-7 дБ (децибел). Т.к. пенополистирол и пенопласт имеют закрытую пористую структуру, то они обладают небольшим коэффициентом звукопоглощения, а значит применять его бессмысленно.
Перейдём ко второй части данного мифа. Подавляющее число строителей для увеличения звукоизоляции конструкций стен и потолка рекомендуют наклеивать листы пенопласта и штукатурить. На деле данная дополнительная «звукоизоляция» из пенопласта не только не увеличивает, но и зачастую может уменьшить звукоизоляцию конструкций стен и потолка. Данный результат связан с резонансными явлениями у пенопласта в области средних частот.
Приведём пример: если на кирпичную или бетонную стену наклеить с двух сторон слой пенопласта и оштукатурить, то звукоизоляция стены или перегородки может снизиться на 8-14 дБ. В приведённом случае получается простая колебательная система вида масса (штукатурка) – пружина (пенопласт) – масса (бетонная или кирпичная стена) – пружина(пенопласт) – масса(штукатурка). Как и любая колебательная система, данная конструкция имеет собственную резонансную частоту. В зависимости от толщины пенопласта, толщины стены и штукатурки, резонансная частота попадает в диапазон средних частот 500-1000 Гц, т.е. область человеческой речи, работа теле и радио устройств. Таким образом применение пенопласта в звукоизоляционных конструкциях не дает никакого эффекта, а иногда даже может ухудшить шумоизоляцию.
Миф 4. Избавиться от шума соседей можно путём звукоизоляции только смежной ограждающей конструкции.
К сожалению, это не всегда так. Звук от шума соседей распространяется не только через разделяющую две квартиры ограждающую конструкцию (стену, пол, потолок), но и по всем примыкающим конструкциям и инженерным коммуникациям (воздуховодам, вентиляционным каналам, трубам водоснабжения, отопления и вентиляции). Данное явление называется косвенной передачей звука. Все строительные конструкции и элементы требуют мероприятий по устройству эффективной звукоизоляции.
Допустим, если сделать звукоизоляционную перегородку с хорошим индексом звукоизоляции воздушного шума Rw=63 дБ, а затем в ней установить легкую межкомнатную дверь без порога и плотного притвора, то индекс звукоизоляции данной ограждающей конструкции будет определяться звукоизоляцией межкомнатной двери и составлять не более Rw=20-24 дБ. Аналогичная ситуация будет наблюдаться, если соединить оба изолируемых помещения общим воздуховодом, розетками или вентиляционным каналом, проложенным через звукоизоляционную перегородку.
Приведём ещё несколько примеров.
Пример первый: за стеной у соседей громко работает телевизор. В этом случае часто бывает достаточно выполнить звукоизоляцию смежной стены для решения проблемы. Но даже при этом некоторое количество шума будет проходить в помещение по конструкциям, примыкающим к данной стене (перекрытиям и стенам).
Пример второй: соседи сверху топают или включают домашний кинотеатр. В данной ситуации звукоизоляция только потолка не всегда поможет избавиться от шумов, т.к. большая часть звука будет переизлучаться на смежные конструкции и передаваться по структуре здания.
Из вышеизложенного следуют выводы, что при устройстве звукоизоляции помещений необходимо обращать внимание не только на смежные поверхности с шумным помещением, но и на другие поверхности, которые могут также передавать шум, только по структуре.
Миф 5. Изолировать помещение от воздушного шума можно наклеив или закрепив на поверхности стен и потолка жилых помещений тонкие, но эффективные звукоизолирующие материалы.
Если бы в природе существовали тонкие и при этом эффективные материалы, то проблемы звукоизоляции просто не существовало бы. Но перейдём к реальности. В магазинах представлено большое количество «звукоизоляционных» подложек и мембран, которые в свою очередь можно разделить на две категории. К первой относятся такие материалы, как вспененный полиэтилен, герметизирующие пены, пробка и волокнистые материалы (древесные материалы, войлоки…). Ко второй группе относятся плотные звукоизоляционные материалы, используемые для шумоизоляции автомобилей.
Сформулируем основные положения, которыми необходимо руководствоваться при выполнении звукоизоляционных конструкций:
1.Массивность (вес, плотность материала);
2.Малая упругость (жёсткость конструкции);
3.Высокое затухание звуковой волны внутри материала;
Исходя из первого пункта следует, что пористые материалы (вспененные полиэтилены, пенопласты, герметизирующие пены, пробка…) и волокнистые (войлоки, древесные материалы…) не являются звукоизоляционными материалами.
Перейдём к плотным звукоизоляционным мембранам. Очень часто специалисты приводят пример технологии шумоизоляции кузовов автомобилей тонкими материалами. В данном случае работает совершенно другой механизм звукоизоляции – вибродемпфирующий, но он эффективен только для тонких пластин. Хороший вибродемпфирующий материал должен быть вязкоэластичным, обладать высокими внутренними потерями и иметь толщину больше, чем у изолируемой пластины. В случае с автомобилем шумоизолирующий материал имеет толщину всего 5-10 мм, но это в 5-10 раз толще самого металла, из которого сделан кузов автомобиля. Если в качестве изолируемой пластины представить межквартирную стену, то становится очевидным, что применение данного метода звукоизоляции выглядит абсурдным.
Выполнение основных требований, предъявляемых к звукоизоляционным конструкциям, в пределах общей толщины конструкции 10-15 мм невозможно. Минимальная толщина звукоизоляционной конструкции, эффект от которой был бы ощутимым и очевидным составляет 30-50 мм.
Выполнение звукоизоляционных работ в любом случае требует определенных потерь полезной площади и высоты помещения. Поэтому рекомендуется на этапе проектирования обратиться к специалисту-акустику, чтобы сделать эти потери минимальными и выбрать самое эффективное решение.
Заключение
В практике строительной акустики гораздо больше заблуждений, чем описано в данной статье. Но данные примеры помогут Вам избежать серьёзных ошибок во время устройства звукоизоляции в Вашей квартире или в другом помещении. Эти примеры наглядно показывают, что доверять разным решениям по звукоизоляции нужно с особой осторожностью. И в конце концов чудес не бывает, а физику не обмануть.
