Главная › Новости

Распространение звуковых волн в помещении и звукоизоляция | Строительный справочник | материалы - конструкции - технологии

Опубликовано: 03.09.2018

YourSoundPath - Акустика - Поглощение, отражение, дифракция и рефракция

Защита жилых помещений от постороннего шума — задача, над которой трудятся зодчие со времен возведения первых построек. При этом под шумом понимают любые звуки, раздражающие слуховые органы человека. С физической точки зрения звук — это распространение каким-либо источником механических колебаний в упругой среде (воздухе, металле, дереве и т.п.). В процессе колебаний источник создает пониженное (повышенное) давление, которое распределяется во все стороны. Образующаяся при этом звуковая волна попадает в ухо человека и заставляет колебаться барабанную перепонку, перемещение которой воспринимается мозгом как звук.

Скорость распространения звука зависит от плотности среды и может изменяться в довольно широких пределах. Встречая на своем пути препятствие, звуковая волна может отражаться и преломляться (рис. 1).

Время запаздывания прихода отраженной волны относительно волны, идущей прямо, называется реверберацией. При прохождении через отверстие (окно, дверь и т.п.) наблюдается явление дифракции звуковой волны, суть которого можно понять из рис. 2.

YourSoundPath - Акустика - Поглощение

Встречая на своем пути пористый материал, звуковая волна может поглощаться. Энергия звуковой волны, попадающей на пористую поверхность, частично отражается, а частично рассеивается. И чем больше пор в материале, тем больше рассеивание энергии звуковой волны внутри них. Материалы, рассеивающие внутри себя большую часть энергии, называются поглощающими.

Звук в помещение попадает через двери, окна, стены и потолки. Он проходит через трещины и различные технологические отверстия в ограждающих конструкциях здания. Наиболее распространенные места возможного проникновения звука в жилые помещения дома показаны на рис. 3. Поэтому методику защиты помещения от попадания в него посторонних звуков нужно определять еще на стадии проектирования. Выбирая планировку дома, помещения нужно располагать таким образом, чтобы посторонние шумы оказывали минимальное влияние на уровень комфорта. К примеру, кухню и ванную можно разметить со стороны наиболее вероятного источника шума, мастерскую отнести подальше от жилых комнат или вынести в другое здание. Не рекомендуется со стороны источника повышенного шума устанавливать двери и большие окна. При проектировании перегородок сначала нужно выбрать звукоизоляционный материал с учетом огнестойкости конструкции, определить звуконепроницаемость выбранной конструкции. При выборе звукоизоляции нужно решить следующие вопросы:

какое ослабление звука нужно получить при минимальном весе и толщине перегородки; какова стоимость одного квадратного метра конструкции; какие необходимы трудозатраты на установку перегородки.

Массу перегородки можно увеличить за счёт использования дополнительных слоев гипсокартона или штукатурки, но при этом резко возрастает вес и толщина конструкции. Проще и дешевле в полости перегородки заложить маты звукоизоляционного материала, которые, к тому же, будут служить и утеплителем.

Все коммуникационные каналы (воздуховоды, трубы для электрической проводки и сантехники и т.п.) укладывают до зашивки перегородок и герметизации отверстий, за счет этого можно свести к минимуму проникновение шума. При этом проходы для коммуникационных каналов через перегородки следует делать по возможности минимального сечения, а образовавшиеся в процессе монтажа щели герметизировать.

В настоящее время наиболее востребованными в строительной практике являются волокнистые звукопоглотители. Они не только оказались наиболее эффективными с акустической точки зрения в широком частотном диапазоне, но и отвечают возросшим требованиям к дизайну помещений. В волокнистых материалах рассеивание энергии колебания воздуха происходит на нескольких физических уровнях. Во-первых, вследствие вязкости воздуха, а его очень много в межволоконном пространстве, колебание частиц воздуха внутри поглотителя приводит к трению. Во-вторых, происходит трение воздуха о волокна, поверхность которых тоже велика. В-третьих, волокна трутся друг о друга и, наконец, происходит рассеивание энергии из-за трения кристаллов самих волокон. Этим объясняется высокий коэффициент звукопоглощения волокнистых материалов на средних и низких частотах. Для усиления звукопоглощения на низких частотах необходимо увеличить толщину пористого материала или предусмотреть воздушный промежуток между поглотителем и отражающей конструкцией.

Значительно повышают коэффициент звукопоглощения многослойные конструкции, выполненные из материалов, имеющих различные акустические характеристики — плотность, модуль упругости, коэффициент потерь (рис. 4). Во время прохождения звуковой волны через границу сред происходит частичное отражение ее энергии. При этом, чем большая разница в величинах плотности, модуля упругости и коэффициента потерь смежных слоев, тем больше отражение энергии звуковой волны.

Звукоизоляция раздельных перегородок на низких частотах равна звукоизоляции однослойной конструкции с суммарной массой всех элементов. С повышением частоты звукоизоляция усиливается. С точки зрения изоляции наиболее целесообразными являются раздельные перегородки, имеющие плиты одинаковой массы, но различающиеся изгибной жесткостью в несколько раз, например, за счет толщины.