916

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.

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.

251

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

252

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 Rw,

приведенного уровня ударного шума для перекрытия Lnw, а также величину звукоизоляции окна RАтран 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

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.

4.5.1. Определение индекса изоляции воздушного шума для вертикальных однослойных плоских ограждающих конструкций сплошного сечения

Частотную характеристику изоляции воздушного шума однослойной плоской ограждающей конструкции сплошного сечения с поверхностной плотностью от 100 до 800

кг/м2, выполненной из бетона, железобетона, кирпича и тому подобных материалов, следует определять, изображая еѐ в виде ломаной линии ABCD ( рис. 4.8).

253

Построение ломаной линии ABCD начинается с определения положения точки В,

абсциссу которой - f В определяют по табл. 4.5 в зависимости от толщины и плотности материала ограждающей конструкции.

Примечания: Для промежуточных значений γ частота ƒв определяется интерполяцией. h - толщина ограждения, мм.

Найденное значение f В следует округлить до среднегеометрической частоты, пределы границ 1/3 - октавных полос которой приведены в табл. 4.6.

Ординату точки В - RВ (дБ) определяют в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности ограждения mэ по формуле

где mэ - эквивалентная поверхностная плотность ограждения, кг/м2, определяемая по формуле

принимается без учета ребер);

К - коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов и т.п. по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной плотностью.

Таблица 4.6

254

Нормируемые значения среднегеометрических частот в пределах границ 1/3 - октавных полос

Для сплошных ограждающих конструкций плотностью = 1800 кг/м3 и более K =1. Для аналогичных ограждений, выполненных из лѐгких или поризованных бетонов, кирпичной

кладки или пустотелых керамических блоков коэффициент K определяется по табл. 4.7.

где hпр - приведенная толщина сечения, м; для пустотных плит перекрытия принимается равной 120 мм;

I – момент инерции сечения, м 4 ,

как произведение коэффициентов, определенных отдельно для конструкции из легких бетонов и конструкций с круглыми пустотами.

Установленное по формуле (4.8) значение RВ следует округлить до 0,5 дБ.

255

Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума осуществляется в следующей последовательности:

1.Из точки В (см. рис.4.8) проводится горизонтальный отрезок ВА, а вправо – отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой Rc = 65 дБ.

2.Из точки С вправо проводится горизонтальный отрезок CD.

Если точка С лежит за пределами нормируемого диапазона частот ( fc >3150 Гц), отрезок

CD отсутствует.

Для определения индекса изоляции воздушного шума Rw, необходимо вычислить сумму неблагоприятных отклонений построенной частотной характеристики от нормативной кривой

(рис. 4.9).

Неблагоприятными считаются отклонения вниз от нормативной частотной характеристики. Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32

дБ, но не превышает это значение, величина индекса изоляции шума Rw, составляет 52 дБ.

В том случае, когда сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, нормативную кривую следует сместить вниз на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала величину 32 дБ.

256

Увеличение толщины прослойки сверх 10 см не вызывает существенного прироста звукоизолирующей способности и может привести к образованию стоячих волн.

Наличие сквозных щелей и отверстия приводят к значительному снижению звукоизоляции ограждающих конструкций, поэтому необходимо их тщательно заделывать с двух сторон ограждения.

Таблица 4.8 Увеличение индекса изоляции воздушного шума при устройстве обшивки

Рис. 4.10. Зависимость индекса изоляции воздушного шума Rw , ДБ, однослойных ограждений от их поверхностной плотноcти

Через такие ограждения в ряде случаев передается больше звуковой энергии, чем это соответствует площади отверстия, это объясняется дифракцией звука и резонансными колебаниями объема воздуха в щели или отверстия.

4.5.2. Определение индекса изоляции воздушного шума для каркасно-обшивных перегородок

В производственных и общественных зданиях в ряде случаев для ограждения помещений используют перегородки, выполненные из металла, стекла, асбестоцемента и тому подобных листовых материалов.

258

Индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ, таких ограждений определяют путем построения частотной характеристики в нормируемом диапазоне частот, изображая ее в виде ломаной линии ABCD (рис. 4.11).

Координаты точек В и С устанавливают по табл. 4.9 в зависимости от материала листового ограждения, его плотности и толщины.

Найденные значения частот f B и fC округляют до ближайших среднегеометрических частот 1/3-октавных полос (см. табл. 4.6).

Рис. 4.11. Частотная характеристика изоляции воздушного шума однослойным плоским тонким ограждением

Наклон участка ВА принимают равным 4,5 дБ на октаву, а участка СD - 7,5 дБ на октаву.

Таблица 4.9

Значения координат точек В и С

Примечание: h – толщина, мм.

Линия ABCD представляет собой частотную характеристику изоляции воздушного шума плоской однослойной перегородки, выполненной из листового материала.

В том случае, когда ограждающая перегородка выполняется из двух одинаковых по

толщине листовых материалов по каркасу с воздушным промежутком между листами, для

определения индекса изоляции воздушного шума такого ограждения первоначально строится

частотная характеристика в виде ломаной линии ABCD (рис. 4.12), так же как для однослойной

листовой перегородки (см. рис. 4.11).

259

Затем строится вспомогательная линия A1B1C1D1 путем прибавления к ординатам линии

ABCD поправки R1 (табл. 4.10), учитывающей увеличение поверхностной плотности ограждения за счет второго листа обшивки.

Далее вычисляется частота резонанса конструкции по формуле

d – толщина воздушного промежутка между обшивками, м.

Рис. 4.12. Частотная характеристика изоляции воздушного шума конструкций, состоящих из двух листов с воздушным промежутком.

зависимости от толщины воздушного промежутка Н, дБ, между листами обшивки.

260