книги / Физико-техническое проектирование ограждающих конструкций зданий

Для определения величины звукоизоляции окна по

известной частотной характеристике изоляции воздушного шума необходимо в каждой 1/3-октавной полосе частот из уровня эта­ лонного спектра Ц вычесть величину изоляции воздушного шу­ ма R, принятой в проекте конструкции окна. Полученные значе­ ния уровней следует сложить энергетически и результат сложе­ ния вычесть из уровня эталонного шума, равного 75 дБА.

Уровни эталонного спектра, скорректированные по кривой частотной коррекции «А» для шума с уровнем 75 дБА, приведе­

где L, -скорректированные по кривой частотной коррекции «А» уровни звукового давления эталонного спектра в / -й 1/3-октав- ной полосе частот, принимаемые по табл. 2.3 (п. 3);

R, - изоляция воздушного шума принятого в проекте конст­ рукции окна в / -й 1 /3-октавной полосе частот, дБ.

2.6. Измерение звукоизолирующих свойств ограждаю щ их конструкций в акустических камерах

Для измерения звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций применяются специальные акустические камеры (рис. 2.16), состоящие из двух помещений: камеры высокого уровня (КВУ), в которой находятся источники звука, и камеры низкого уровня (КНУ), воспринимающей звук. Объем каждой камеры составляет не менее 50 м3

Площадь образца, звукоизоляция которого определяется, должна быть не менее 9 м2 с минимальным размером стороны образца 2,5 м.

При измерении уровня звукоизоляции от воздушного шума образец ограждающей конструкции располагают вертикально между камерами высокого и низкого уровня, а при измерении

161

звукоизоляции от ударного шума образец междуэтажного пере­ крытия располагают горизонтально, чтобы камера высокого уровня находилась над камерой низкого уровня.

Для измерения уровня звукоизоляции от воздушного шума применяется аппаратура передающего тракта, она состоит из ге­ нератора белого шума, полосового октавного фильтра, усилителя низкой частоты, громкоговорителей и индикатора (быстродейст­ вующего регистратора уровней). Полосовой октавный фильтр пропускает только те колебания, частота которых находится в пределах одной октавы (или 1/3 октавы), что дает возможность ограничить полосу излучения источника звука диапазоном в од­ ну или 1/3 октавы.

Рис. 2.16. Схема аппаратуры передающего и приемного трактов при измерении звукоизоляции ограждения: 1 - генератор шума; 2 - полосовой фильтр; 3 - усилитель; 4 - громкоговоритель; 5 - индикатор; б - микрофон; 7-шумомер; 8 - полосовой анализа­ тор; 9 - ударная машина

Аппаратура приемного тракта состоит из шумомера, поло­ сового анализатора (октавного или 1/3-октавного), микрофонов и индикатора.

Звуковое давление на ограждение от воздушного шума соз­ дается с помощью генератора белого шума, который пропускает­ ся через полосовой фильтр, затем усиливается в усилителе и через два громкоговорителя воздействует на ограждающую конструкцию.

Приемник звукового давления (микрофон) необходимо ус­ танавливать не менее чем в 6 точках для получения среднего

162

уровня звукового давления. Микрофон не следует располагать ближе 1 м от громкоговорителя или 0,7 м от ограждений.

Звукоизолирующую способность ограждения R, дБ, опреде­ ляют по формуле

где Ц и Lj - средние уровни звукового давления соответствен­

но в КВУ и КНУ;

F - площадь испытуемого ограждения, м2;

А - общее звукопоглощение в КНУ, определяемое измере­ ниями, м2.

Для того что измерить звукоизоляцию междуэтажного пе­ рекрытия от ударного шума, в перекрытии вызывают колебания ударной машиной, располагаемой не менее чем в трех различных точках перекрытия. Уровень ударного шума измеряют микрофо­ ном, установленным под перекрытием не менее чем в 2-3 точках для каждого положения ударной машины и связанным единой

в КНУ для данной полосы частот, поэтому для получения сопос­ тавимых данных измерений пользуются величиной так называе­ мого приведенного уровня звукового давления, т.е. приведенно­ го к стандартному значению звукопоглощения в КНУ, равного

10 м2 Приведенный уровень звукового давления Lnp определяют по формуле

Адстандартное значение звукопоглощения, равное 10 м2; А - измеренное звукопоглощение в КНУ, м2 На основании измерений звукового давления строятся час­

тотные характеристики изоляции воздушного и ударного шума

163

ограждающих конструкций в нормируемых спектрах частот, ко­ торые затем сравниваются с соответствующими нормируемыми частотными характеристиками с целью определения фактиче­ ских значений индекса изоляции воздушного шума ограждаю­ щей конструкции Rw, дБ, и индекса приведенного ударного шума Lnw, дБ, для междуэтажного перекрытия.

2.7. М ероприятия, обеспечивающие нормативную звукоизоляцию помещений

Правильно выполненный расчет не обеспечивает необходи­ мую звукоизоляцию помещений, если в период проектирования и строительства не будут выполняться мероприятия, обеспечи­ вающие нормативную звукоизоляцию.

В современных многоэтажных зданиях для борьбы с шу­ мом, возникающим при работе инженерного оборудования (на­ пример вентиляционных, насосных или лифтовых агрегатов), следует ослаблять шум в самом источнике шума, используя зву­ коизоляционные кожухи, глушители, экраны и т.п. или рацио­ нально располагая агрегаты, удаляя их от помещений, где долж­ на соблюдаться тишина. Целесообразно в помещениях, в кото­ рых располагаются шумные агрегаты применять полы на упругом основании (плавающие полы) или проектировать огра­ ждающие конструкции помещений с шумным оборудованием с требуемой звукоизоляцией.

Полы на упругом основании (плавающие полы) следует вы­ полнять по всей площади помещения в виде железобетонной плиты толщиной не менее 60-80 мм. В качестве упругого слоя рекомендуется применять стекловолокнистые или минераловат­ ные плиты или маты плотностью 50-100 кг/м3

Необходимо также изолировать вибрирующие механизмы, от которых по конструкциям здания распространяются упругие волны, создающие шум в помещениях. С целью ослабления виб­ рации между механизмом и его основанием следует размещать упругие элементы, называемые амортизаторами, в виде стальных пружин или прокладок из упругих материалов (резины, пробки, войлока, асбеста и т.п.).

Лифтовые шахты целесообразно располагать в лестничной клетке между лестничными маршами. Когда этого сделать нель­

164

зя, необходимо, чтобы к встроенной лифтовой шахте примыкали помещения, не требующие повышенной защиты от шума (холлы, коридоры, кухни, санитарные узлы). Все лифтовые шахты долж­ ны иметь самостоятельный фундамент и быть отделены от дру­ гих конструкций здания акустическим швом шириной не менее 40-50 мм.

При проектировании ограждающих конструкций необходи­ мо использовать материалы с плотной структурой, не имеющей сквозных пор. Ограждения, выполненные из материалов со сквозной пористостью, должны иметь наружные слои из плотно­ го материала, бетона или раствора.

В конструкциях каркасно-обшивных перегородок следует предусматривать точечное крепление листов к каркасу с шагом не менее 300 мм. Если применяют два слоя листов обшивки с одной стороны каркаса, то они не должны склеиваться между собой. Шаг стоек каркаса и расстояние между его горизонталь­ ными элементами рекомендуется принимать не менее 600 мм. Для улучшения звукоизоляции каркасно-обшивных перегородок необходимо заполнять воздушный промежуток звукопоглощаю­ щими материалами и устраивать самостоятельные каркасы для каждой из обшивок, а в необходимых случаях применять двухили трехслойные обшивки с каждой из сторон перегородки.

Внутренние стены, разделяющие жилые и встроенные шум­ ные помещения, к которым предъявляются повышенные требо­ вания к изоляции воздушного шума (требуемый индекс Rw= = 54...59 дБ), следует проектировать двойными, с полным ра­ зобщением их элементов между собой и с отделением от примы­ кающих конструкций, исключающим косвенную передачу звука в изолируемое помещение по примыкающим стенам и пере­ крытиям.

Междуэтажные перекрытия, разделяющие жилые и встро­ енные шумные помещения, к которым предъявляются повышен­ ные требования к изоляции воздушного шума (Rw= 57...62 дБ), следует проектировать с использованием плит из монолитного железобетона достаточной толщины (например каркасно-моно­ литная или монолитная конструкция первого этажа). Достаточ­ ность звукоизоляции такой конструкции определяют расчетами.

165

Другим возможным конструктивным вариантом при разме­ щении шумных помещений в первых нежилых этажах является устройство промежуточного (технического) 2-го этажа. При этом необходимо выполнить расчеты, подтверждающие достаточную звукоизоляцию жилых помещений. Во всех случаях размещения в первых нежилых этажах помещений с источниками шума ре­ комендуется устройство в них подвесных потолков, значительно увеличивающих звукоизоляцию перекрытий.

Для предотвращения передачи корпусного шума из нижнего шумного помещения в расположенное выше жилое следует в шумных помещениях выполнять плавающие полы, а в качестве чистого покрытия применять ворсовые или ковровые покрытия.

Трубы водяного отопления, водоснабжения и т.п. должны пропускаться через междуэтажные перекрытия и межкомнатные стены (перегородки) в эластичных гильзах (из пористого поли­ этилена и других упругих материалов), допускающих темпера­ турные перемещения и деформации труб без образования сквоз­ ных щелей.

2.8. Защ ита от ш ума селитебных территорий городов и населенных пунктов

Основным источником шума в населенных пунктах являет­ ся городской транспорт, количество которого резко возросло в последнее десятилетие.

Города, планировка и застройка которых развивалась века­ ми, оказались не приспособленными к движению по улицам большого количества транспортных средств, а жилая застройка оказалась не защищенной от транспортного шума. Решение про­ блем защиты от шума селитебных территорий городов при нали­ чии большого количества транспорта требует коренной реконст­ рукции улично-дорожной сети и изменения сложившихся прин­ ципов застройки кварталов.

Для защиты от внешних источников шума в городах ис­ пользуются следующие методы:

-инженерно-технические и организационно-администра­ тивные (удаление источника шума);

-градостроительные и строительно-акустические;

166

-конструктивно-строительные (повышение звукоизоли­ рующих качеств ограждающих конструкций зданий) и планиро­ вочные.

При разработке технико-экономического обоснования гене­ рального плана города, детальной планировки его районов, про­ ектов застройки жилых микрорайонов необходимо в первую очередь предусматривать градостроительные меры снижения шума в застройке, к которым относятся:

-функциональное зонирование территории с отделением селитебных и рекреационных зон от промышленных, комму­ нально-складских зон и основных транспортных коммуникаций;

-трассировка магистральных дорог скоростного и грузово­ го движения в обход жилых районов и зон отдыха;

-дифференциация улично-дорожной сети по составу транспортных потоков с выделением основного объема грузово­ го движения на специализированные магистрали;

-концентрация транспортных потоков на небольшом числе магистральных улиц с высокой пропускной способностью, про­ ходящих по возможности вне жилой застройки (по границам промышленных и коммунально-складских зон, в полосах отвода железных дорог);

-укрупнение межмагистральных территорий для отделе­ ния основных массивов застройки от транспортных магистралей;

-создание системы парковки автомобилей на границе жи­ лых районов и групп жилых домов;

-формирование общегородской системы зеленых насаж­

дений.

Густые лесопосадки с сильной кустарниковой порослью под кронами деревьев дают ощутимое снижение уровня шума - от 5 до 10 дБ. Условием является постоянное наличие кустарниковой растительности под кронами, а также расположение лесопосадок не далее 50 м от источника шума и строениями.

Территории жилых районов не должны пересекаться скоро­ стными дорогами и дорогами грузового транспорта. При соот­ ветствующем обосновании допускается размещать скоростные дороги в выемках, тоннелях и на эстакадах при оборудова­ нии последних шумозащитными экранами или глухими ограж­ дениями.

167

Для жилых районов, микрорайонов в городской застройке наиболее эффективным является расположение в первом эшело­ не застройки магистральных улиц шумозащитных зданий в каче­ стве экранов, защищающих от транспортного шума внутриквар­ тальное пространство.

В качестве зданий-экранов могут использоваться здания нежилого назначения: магазины, гаражи, предприятия комму­ нально-бытового обслуживания. Однако эти здания, как правило, имеют не более двух этажей, в силу чего их экранирующий эф­ фект невелик. Наиболее эффективны многоэтажные шумозащит­ ные жилые и административные здания. В качестве шумозащит­ ных жилых зданий могут быть:

-здания со специальным архитектурно-планировочным решением, предусматривающим ориентацию в сторону источни­ ка шума (магистрали) подсобных помещений квартир (кухни, ванные комнаты, санузлы), внеквартирных коммуникаций (лест­ нично-лифтовые узлы, коридоры), а также не более одной ком­ наты в квартирах с тремя жилыми комнатами и более;

-здания с шумозащитными окнами на фасаде, обращенном

всторону магистрали;

-здания комбинированного типа - со специальным архи­ тектурно-планировочным решением и шумозащитными окнами

вкомнатах, ориентированных на магистраль.

Для обеспечения максимального эффекта экранирования звука шумозащитные здания должны быть достаточно высокими и протяженными и располагаться как можно ближе к источни­ ку шума.

Для экранирования звука могут применяться шумозащит­ ные экраны, которые для повышения их эффективности должны устанавливаться на минимально допустимом расстоянии от ав­ томагистрали или железной дороги с учетом требований безо­ пасности движения, эксплуатации дороги и транспортных средств. В настоящее время разработано и применяется множе­ ство шумозащитных экранов-стенок, выполненных из бетона и железобетона, стали и алюминия, различных пластических ма­ териалов и дерева. Для обеспечения требуемой акустической эффективности поверхностная плотность экрана-стенки должна быть не менее 20 кг/м2.

168

Многообразные способы снижения шума на территории се­ литебной застройки и в зданиях должны быть обязательно про­ верены акустическим расчетом с целью обеспечения допусти­ мых уровней шума в различных помещениях и на территориях жилых районов.

2.9. О ценка акустических качеств залов

При проектировании аудиторий, залов собраний, а также залов оперных и драматических театров и кинотеатров необхо­ димо создавать такие условия передачи звука, которые обеспе­ чивали бы наилучшую слышимость музыки и речи.

Слышимость в залах большой вместимости зависит от мощности и размещения источника звука, от объема и формы помещения, от очертания и фактуры ограждающих конструкций, которые определяют положение и рассеивание звуковой энергии при отражении ими падающих звуковых волн. Все эти факторы учитываются при архитектурном конструировании зала, а наука, которая занимается разработкой оптимальных условий слыши­ мости в помещениях массового пользования, называется архи­ тектурной акустикой.

Одним из важнейших показателей, характеризующих аку­ стические качества помещений, является реверберация, сущ­ ность которой заключается в спадании плотности звуковой энер­ гии в помещении после прекращения звучания основного звука. Реверберация является следствием многократных отражений звуковых волн от внутренних поверхностей (стен, потолка, кре­ сел и т.п.) помещения.

Единицей реверберации является время, выраженное в се­ кундах. Промежуток времени, в течение которого после прекра­ щения работы источника звука до момента, когда его уровень звукового давления уменьшится на 60 дБ, называется временем стандартной реверберации Г, с. Слишком продолжительная ре­ верберация делает помещения гулкими, слишком короткая - глухими. Время реверберации зависит от объема помещения, общего звукопоглощения его ограждений и объектов, находя­ щихся в нем.

На рис. 2.17 показаны изменения плотности звуковой энер­ гии и ее уровня в процессе нарастания звука и реверберации.

169

В остальных случаях достаточно определить время реверберации для частот 125, 500 и 2000 Гц.

Г, с

Рис. 2.18. Зависимость оптимального времени реверберации на средних частотах (500-1000 Гц) для залов различного назначения от их объема: 1 - залы для ораторий и органной музыки; 2 - залы для исполнения симфонической музыки; 3 - залы для исполнения камерной музыки, залы для оперных театров; 4 - залы многоцелевого назначения, залы музыкально-драматических театров, спортивные залы; 5 - лекционные залы, залы заседаний, залы драматических театров,

кинозалы

170